專利名稱:一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法及裝置。
背景技術(shù):
目前,水中VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)的成份及其濃度檢測主要是通過色譜技術(shù),由于其靈敏度有限,在分析檢測之需要先對待測水樣進(jìn)行濃縮分離,現(xiàn)在主要的濃縮分離技術(shù)有液體直接進(jìn)樣分離、液液萃取、固相萃取、半滲透膜萃取技術(shù)以及頂空進(jìn)樣技術(shù)等。上述的這些濃縮分離技術(shù)存在著以下的不足之處1)濃縮提取過程會(huì)導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機(jī)物的損失,導(dǎo)致測量結(jié)果偏??;2)濃縮過程中(比如液液萃取)會(huì)弓I入有毒的有機(jī)溶劑,·造成二次污染;3)目前飲用水和環(huán)境水樣中的揮發(fā)性有機(jī)物的濃度在ng/L-ii g/L級別,色譜中的毛細(xì)管色譜柱注入的體積為微升量級,導(dǎo)致直接分析檢測靈敏度達(dá)不到要求,通常需要較大體積測試樣品的濃縮才能保證探測靈敏度;4)色譜分析儀器安裝和使用條件要求較高,具有耗時(shí)長和專一性強(qiáng)等特點(diǎn),難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,較難達(dá)到突發(fā)性水環(huán)境污染事件應(yīng)急監(jiān)測需求,而針對水源突發(fā)污染的快速監(jiān)測方法目前仍不成熟。目前有一種采用吹掃捕集分析VOCs的檢測方法,能夠直接測量濃度為PPb量級的揮發(fā)性有機(jī)物濃度,可以自動(dòng)進(jìn)樣,不需要溶劑萃取分離,從而簡化分析過程,加快分析速度,提高靈敏度。但是,在現(xiàn)有的檢測方法中,自動(dòng)化程度低,各項(xiàng)操作都是以人工為主,包括前期的人工取樣,中期處理過程中的儀器控制,以及后期的數(shù)據(jù)分析,整個(gè)過程耗時(shí)較長,且需要專業(yè)色譜分析人員操作,不可避免的還會(huì)帶來人工失誤;同時(shí),前處理方法不統(tǒng)一,儀器設(shè)備復(fù)雜,設(shè)備維護(hù)難度非常大;另一方面,都是以單機(jī)檢測為主,沒有實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)互通和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。因此,如何改進(jìn)水中VOCs的監(jiān)測方法及裝置,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人值守監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,減少人工失誤比率,提高監(jiān)測效率,成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人值守監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,減少人工失誤比率,提高監(jiān)測效率。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種采用上述方法的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,包括步驟I)工業(yè)控制機(jī)接收到監(jiān)測指令后,控制自動(dòng)采樣裝置從待測水源中采集得到定量的水樣;2)所述工業(yè)控制機(jī)在接收到采集完成信號的情況下,控制自動(dòng)前處理裝置對所述水樣進(jìn)行前處理,得到能夠直接用來氣相色譜檢測的分析樣品;
3)所述工業(yè)控制機(jī)在接收到前處理完成信號的情況下,控制氣相色譜檢測裝置對所述分析樣品進(jìn)行氣相色譜檢測,得到檢測圖譜;4)所述工業(yè)控制機(jī)在接收到檢測圖譜完成信號的情況下,通過監(jiān)測分析軟件處理該檢測圖譜,得到定性定量數(shù)據(jù)。優(yōu)選的,所述步驟I)中從待測水源中采集得到定量的水樣具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟11)從待測水源中獲取定量的水樣,和步驟12)輸出所述水樣。
優(yōu)選的,所述步驟2)中的前處理具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟21)對所述水樣進(jìn)行吹掃捕集濃縮,吸附分析樣品,和步驟22)熱脫附并輸出所述分析樣品。優(yōu)選的,所述步驟3)中的氣相色譜檢測具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟31)對所述分析樣品通過光離子檢測器檢測,和步驟32)對所述分析樣品通過電解電導(dǎo)檢測器檢測。優(yōu)選的,在所述步驟4)后還包括步驟5)所述工業(yè)控制機(jī)將所述定性定量數(shù)據(jù)上傳到上端遠(yuǎn)程中心平臺(tái);在上述整個(gè)監(jiān)測過程中,所述工業(yè)控制機(jī)監(jiān)控各個(gè)步驟的進(jìn)行情況,并將這些情況上傳到遠(yuǎn)程中心平臺(tái),且所述遠(yuǎn)程中心平臺(tái)能夠通過所述工業(yè)控制機(jī)上安裝的監(jiān)測現(xiàn)場控制軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊控制功能。一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,包括采用氣相色譜儀的氣相色譜檢測裝置,還包括自動(dòng)采樣裝置、自動(dòng)前處理裝置和工業(yè)控制機(jī),所述工業(yè)控制機(jī)具有分別用于控制所述自動(dòng)采樣裝置、所述自動(dòng)前處理裝置和所述氣相色譜檢測裝置的控制模塊,且所述工業(yè)控制機(jī)具有用于處理檢測圖譜的數(shù)據(jù)分析模塊。優(yōu)選的,所述自動(dòng)采樣裝置包括自動(dòng)取水裝置和自動(dòng)進(jìn)樣裝置,所述自動(dòng)取水裝置包括主取水管和備用水管,通過PLC控制器控制對應(yīng)的電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換,所述PLC控制器控制繼電器,所述繼電器控制交流接觸器從而控制水泵取水,且所述自動(dòng)取水裝置通過安裝在儲(chǔ)水池中的液位傳感器監(jiān)測取水量,并可控制三通電磁閥實(shí)現(xiàn)余水排放和水池清洗。優(yōu)選的,自動(dòng)前處理裝置具體為吹掃捕集濃縮儀,包括連接于所述自動(dòng)取樣裝置的吹掃捕集管,所述吹掃捕集管的一端連接于載氣供給裝置;用于吸附水樣中被吹掃出的分析樣品的捕集阱;用于調(diào)節(jié)所述捕集阱的溫度的捕集阱控溫箱;所述吹掃捕集管、所述捕集阱、所述氣相色譜儀的氣化室和所述載氣供給裝置之間通過電子六通閥控制切換導(dǎo)通。優(yōu)選的,所述氣相色譜檢測裝置具體包括氣相色譜儀;串聯(lián)式光離子檢測器和電解電導(dǎo)檢測器;提供載氣的載氣供給裝置以及氫氣供給裝置。優(yōu)選的,還包括通過數(shù)據(jù)傳輸模塊同所述工業(yè)控制機(jī)數(shù)據(jù)通訊的遠(yuǎn)程中心平臺(tái),所述遠(yuǎn)程中心平臺(tái)能夠通過所述工業(yè)控制機(jī)上安裝的監(jiān)測現(xiàn)場控制軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊控制功能。從上述的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,通過工業(yè)控制機(jī)來控制自動(dòng)采樣裝置、自動(dòng)前處理裝置及檢測裝置,并能夠通過監(jiān)測分析軟件處理該檢測圖譜,得到定性定量數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)無人值守監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,能夠快速檢測出水中VOCs的成份及其濃度,檢測靈敏度高,性能穩(wěn)定可靠,與現(xiàn)有技術(shù)中的人工操作相比,該方法更為簡便,減少了人工失誤比率,提高了監(jiān)測效率,適合突發(fā)性水質(zhì)污染等復(fù)雜水環(huán)境監(jiān)測。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用了上述方法的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)無人值守監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,儀器設(shè)備模塊化集成,具有使用維護(hù)方便、易于升級和功能切換的優(yōu)點(diǎn),適合于自動(dòng)監(jiān)測站、移動(dòng)式應(yīng)急監(jiān)測站、實(shí)驗(yàn)室等方面的水中揮發(fā)性有機(jī)物的成份分析、濃度測量、監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸和儀器遠(yuǎn)程控制。
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法的流程示意圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的自動(dòng)取水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的吹掃捕集濃縮儀吹掃階段的示意圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的吹掃捕集濃縮儀脫附階段的示意圖;圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的氣相色譜檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中,I為自動(dòng)取水裝置,2為自動(dòng)進(jìn)樣裝置,3為吹掃捕集濃縮儀,4為氣相色譜儀,5為光離子檢測器,6為電解電導(dǎo)檢測器,7為工業(yè)控制機(jī),8為數(shù)據(jù)傳輸模塊,9為載氣供給裝置,10為氫氣供給裝置,11為PLC控制器;101為取水水管,102為備用水管,103為第一電磁閥,104第二為電磁閥,105為水泵,106為三通電磁閥,107為儲(chǔ)水池,108為液位傳感器,109為交流接觸器,110為繼電器;301為吹掃捕集管,302為電子六通閥,303為捕集阱,304為捕集阱控溫箱,9_3為接入吹掃捕集濃縮儀的載氣,9-4為接入氣相色譜儀的載氣。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開了一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法及裝置,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人值守監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,減少人工失誤比率,提高監(jiān)測效率。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請參閱圖1,圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs監(jiān)測方法的流程示意圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,其核心發(fā)明點(diǎn)在于,包括步驟步驟SI、工業(yè)控制機(jī)接收到監(jiān)測指令后,控制自動(dòng)采樣裝置從待測水源(包括江、河、井、排污口等)中采集得到定量的水樣;
該監(jiān)測指令可以是由人工手動(dòng)發(fā)出的,也可以是系統(tǒng)本身自動(dòng)發(fā)出的,比如通過預(yù)設(shè)程序,在指定時(shí)間或者每隔一段時(shí)間就進(jìn)行一次監(jiān)測,從而提高了裝置的自動(dòng)化程度,特別適用于一些自動(dòng)監(jiān)測站或者實(shí)驗(yàn)室等場所的使用。步驟S2、工業(yè)控制機(jī)在接收到采集完成信號的情況下,控制自動(dòng)前處理裝置對水樣進(jìn)行前處理,得到能夠直接用來氣相色譜檢測的分析樣品;待水樣采集完成之后,工業(yè)控制機(jī)自動(dòng)控制進(jìn)入下步操作,將水樣中的分析樣品提取出來。步驟S3、工業(yè)控制機(jī)在接收到前處理完成信號的情況下,控制氣相色譜檢測裝置對分析樣品進(jìn)行氣相色譜檢測,得到檢測圖譜;在工業(yè)控制機(jī)的控制下,檢測裝置自動(dòng)對分析樣品進(jìn)行色譜分離檢測,并輸出得至IJ的檢測圖譜。步驟S4、工業(yè)控制機(jī)在接收到檢測圖譜完成信號的情況下,通過監(jiān)測分析軟件處·理該檢測圖譜,得到定性定量數(shù)據(jù);通過同各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的對比,從而得到監(jiān)測結(jié)果,包括水樣是否合格,如果不合格,其中超標(biāo)物質(zhì)的成分及濃度。從上述的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,通過工業(yè)控制機(jī)來控制自動(dòng)采樣裝置、自動(dòng)前處理裝置及檢測裝置,并能夠通過監(jiān)測分析軟件處理該檢測圖譜,得到定性定量數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)無人值守監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,能夠快速檢測出水中VOCs的成份及其濃度,檢測靈敏度高,性能穩(wěn)定可靠,與現(xiàn)有技術(shù)中的人工操作相比,該方法更為簡便,減少了人工失誤比率,提高了監(jiān)測效率,適合突發(fā)性水質(zhì)污染等復(fù)雜水環(huán)境監(jiān)測。本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,步驟I)中從待測水源中采集得到定量的水樣具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟11)從待測水源中獲取定量的水樣,和步驟12)輸出水樣。當(dāng)然,這兩個(gè)步驟也可以在同一個(gè)步驟內(nèi)實(shí)現(xiàn)。目前,水中VOCs的成份及其濃度監(jiān)測主要是通過色譜技術(shù),由于其靈敏度有限,在分析監(jiān)測之需要先對待測水樣進(jìn)行濃縮分離,即前處理,現(xiàn)在主要的前處理技術(shù)有液體直接進(jìn)樣分離、液液萃取、固相萃取、半滲透膜萃取技術(shù)以及頂空進(jìn)樣技術(shù)等。在優(yōu)選的實(shí)施例中,前處理使用吹掃捕集的方式。則步驟2)中的前處理具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟21)對水樣進(jìn)行吹掃捕集濃縮,吸附分析樣品,和步驟22)熱脫附并輸出分析樣品。這樣一來,能夠直接測量濃度為PPb量級的揮發(fā)性有機(jī)物濃度,可以自動(dòng)進(jìn)樣,不需要溶劑萃取分離,從而簡化分析過程,加快分析速度,提高靈敏度。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述的技術(shù)方案,步驟3)中的氣相色譜檢測具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟31)對所述分析樣品通過光離子檢測器檢測,和32)對所述分析樣品通過電解電導(dǎo)檢測器檢測,這兩種檢測器的串聯(lián)使用,擴(kuò)大了監(jiān)測的參數(shù)范圍,通過兩次檢測進(jìn)行比對監(jiān)測,從而提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確性。本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,在步驟4)后還包括步驟5)工業(yè)控制機(jī)將定性定量數(shù)據(jù)上傳到上端遠(yuǎn)程中心平臺(tái);在上述整個(gè)監(jiān)測過程中,工業(yè)控制機(jī)監(jiān)控各個(gè)步驟的進(jìn)行情況,并將這些情況上傳到遠(yuǎn)程中心平臺(tái),且遠(yuǎn)程中心平臺(tái)能夠通過工業(yè)控制機(jī)上安裝的監(jiān)測現(xiàn)場控制軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊控制功能。
綜上所述,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,從水樣取樣一水樣進(jìn)樣一吹掃步驟一濃縮步驟一脫附步驟一數(shù)據(jù)綜合分析一數(shù)據(jù)傳輸整個(gè)過程自動(dòng)化控制,以及最終的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以自動(dòng)上傳到遠(yuǎn)程中心平臺(tái),遠(yuǎn)程中心平臺(tái)可以通過監(jiān)測現(xiàn)場控制軟件來控制所有涉及儀器和整個(gè)流程,對現(xiàn)場的監(jiān)測儀器進(jìn)行反向控制和發(fā)布命令等,包括遠(yuǎn)程可以發(fā)布緊急監(jiān)測命令、標(biāo)樣核查、加標(biāo)回收等功能。在上述水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法的基礎(chǔ)上,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用了該方法的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,包括采用氣相色譜儀4的氣相色譜檢測裝置,其核心發(fā)明點(diǎn)在于,還包括自動(dòng)采樣裝置、自動(dòng)前處理裝置和工業(yè)控制機(jī)7,工業(yè)控制機(jī)7具有分別用于控制自動(dòng)采樣裝置、自動(dòng)前處理裝置和氣相色譜檢測裝置的控制模塊,且工業(yè)控制機(jī)7具有用于處理檢測圖譜的數(shù)據(jù)分析模塊。本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)無人值守監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,儀器設(shè)備模塊化集成,具有使用維護(hù)方便、易于升級和功能切換的優(yōu)點(diǎn),適合 于自動(dòng)監(jiān)測站、移動(dòng)式應(yīng)急監(jiān)測站、實(shí)驗(yàn)室等方面的水中揮發(fā)性有機(jī)物的成份分析、濃度測量、監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸和儀器遠(yuǎn)程控制。本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,其自動(dòng)采樣裝置包括自動(dòng)取水裝置I和自動(dòng)進(jìn)樣裝置2,進(jìn)一步提高了自動(dòng)化程度,自動(dòng)取水裝置I包括主取水管101和備用水管102,通過PLC控制器11控制對應(yīng)的電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換,PLC控制器11控制繼電器110,繼電器110控制交流接觸器109從而控制水泵取水,且自動(dòng)取水裝置I通過安裝在儲(chǔ)水池107中的液位傳感器108監(jiān)測取水量,并可控制三通電磁閥106實(shí)現(xiàn)余水排放和水池清洗。當(dāng)然,自動(dòng)取水裝置I和自動(dòng)進(jìn)樣裝置2也可以合并組成一種儀器或裝置。如圖2所示,圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的自動(dòng)取水模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;其中,101為取水水管,102為備用水管,103為第一電磁閥,104第二為電磁閥,105為水泵,106為三通電磁閥,107為儲(chǔ)水池,108為液位傳感器,109為交流接觸器,110為繼電器。自動(dòng)取水裝置I主要由上述10個(gè)部件組成,采用了 101和102兩個(gè)取水管路(一備一用),并通過PLC控制器11控制電磁閥103和104實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。其中,自動(dòng)取水裝置I中的水泵105可以根據(jù)實(shí)際使用情況,采用多種型號的水泵。作為優(yōu)選,自動(dòng)前處理裝置具體為吹掃捕集濃縮儀3,包括連接于自動(dòng)取樣裝置的吹掃捕集管301,吹掃捕集管301的一端連接于載氣供給裝置9 ;用于吸附水樣中被吹掃出的分析樣品的捕集阱303 ;用于調(diào)節(jié)捕集阱303的溫度的捕集阱控溫箱304 ;吹掃捕集管301、捕集阱303、氣相色譜儀4的氣化室和載氣供給裝置9之間通過電子六通閥302控制切換導(dǎo)通。圖3和圖4分別為本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs檢自動(dòng)在線監(jiān)測裝置吹掃階段和脫附階段的示意圖。在吹掃階段,自動(dòng)進(jìn)樣裝置2將待測水樣定量輸入到吹掃捕集管301中,工業(yè)控制機(jī)7給出指令打開載氣(通常是氦氣)閥9-3,開始對待測水樣吹掃,水樣中的分析樣品經(jīng)過吹掃后富集到捕集阱303的吸附劑中。然后進(jìn)入脫附階段,電子六通閥302轉(zhuǎn)動(dòng),捕集阱控溫箱304快速升溫,分析樣品脫附后由氣相色譜儀控制的載氣9-4傳輸?shù)綒庀嗌V儀4進(jìn)行分離。
本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs檢自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,其氣相色譜檢測裝置具體包括氣相色譜儀4,采用氣相技術(shù)分析監(jiān)測;串聯(lián)式光離子檢測器5和電解電導(dǎo)檢測器6 ;提供載氣的載氣供給裝置9以及氫氣供給裝置10,在本實(shí)施例中,載氣供給裝置9使用的惰性氣體具體為氦氣。從氣相色譜儀的色譜柱分離出來的分析樣品,被引入到PID檢測器,在這里監(jiān)測那些不飽和的芳香族物質(zhì);從PID檢測器流出的物質(zhì),立刻進(jìn)入ELC D檢測器以監(jiān)測鹵素物質(zhì),通過這樣的串聯(lián)結(jié)構(gòu),兩個(gè)檢測器有監(jiān)測參數(shù)的交集,能夠同時(shí)監(jiān)測芳香族和鹵素物質(zhì),提供了完美的VOCs監(jiān)測手段;同時(shí),不再需要執(zhí)行兩次獨(dú)立的分析,不再需要傳輸管線,只占用一個(gè)氣相色譜的檢測器端口,只使用一根柱子。當(dāng)然,氣相色譜儀檢測器除本發(fā)明公開的PID/EIXD組合外,還可以采用PID/E⑶,MS, PID, E⑶,EIXD等檢測器及其組合,對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,在此不再贅述。本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,還包括通過數(shù)據(jù)傳輸模塊8同工業(yè)控制機(jī)7數(shù)據(jù)通訊的遠(yuǎn)程中心平臺(tái),遠(yuǎn)程中心平臺(tái)能夠通過工業(yè)控制機(jī)上安裝的監(jiān)測現(xiàn)場控制軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊控制功能。數(shù)據(jù)通訊模塊8包含無線城域網(wǎng),GPRS,微波通訊,3G網(wǎng)絡(luò),衛(wèi)星通訊,有線網(wǎng)絡(luò)通訊等各種通訊方式。當(dāng)然,工業(yè)控制機(jī)7可用其他可實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制機(jī)功能的儀器代替,如商務(wù)計(jì)算機(jī)等。請參閱圖5,圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中,虛線表示氣體傳輸路線,帶箭頭實(shí)線表述樣品傳輸路線,帶雙箭頭實(shí)線表示通訊控制。下面將結(jié)合圖5,以系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出監(jiān)測指令為例,對本發(fā)明的整體技術(shù)方案進(jìn)行介紹工業(yè)控制機(jī)(監(jiān)測分析軟件)7給出監(jiān)測指令,PLC控制器11接收指令并啟動(dòng)自動(dòng)取水裝置I采集水樣,待采集水樣完成以后,自動(dòng)進(jìn)樣裝置2收到PLC控制器11指令開始自動(dòng)取樣并送入吹掃捕集,吹掃捕集濃縮儀3按照工業(yè)控制機(jī)7設(shè)定的程序進(jìn)行捕集水樣中的有機(jī)物到捕集阱303,捕集阱303被快速的加熱,熱脫附分析樣品并利用氣相色譜的載氣傳輸分析樣品到氣相色譜儀4,分析樣品經(jīng)氣相色譜儀色譜柱分離先后進(jìn)入光離子檢測器(PID) 5和電解電導(dǎo)檢測器(EIXD) 6檢測,檢測譜圖傳輸?shù)焦I(yè)控制機(jī)7,工業(yè)控制機(jī)監(jiān)測分析軟件將圖譜處理后得到定性定量數(shù)據(jù)并通過數(shù)據(jù)傳輸模塊8上傳到上端平臺(tái)。監(jiān)測方法條件實(shí)施例I
權(quán)利要求
1.一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,其特征在于,包括步驟 1)工業(yè)控制機(jī)接收到監(jiān)測指令后,控制自動(dòng)采樣裝置從待測水源中采集得到定量的水樣; 2)所述工業(yè)控制機(jī)在接收到采集完成信號的情況下,控制自動(dòng)前處理裝置對所述水樣進(jìn)行前處理,得到能夠直接用來氣相色譜檢測的分析樣品; 3)所述工業(yè)控制機(jī)在接收到前處理完成信號的情況下,控制氣相色譜檢測裝置對所述分析樣品進(jìn)行氣相色譜檢測,得到檢測圖譜; 4)所述工業(yè)控制機(jī)在接收到檢測圖譜完成信號的情況下,通過監(jiān)測分析軟件處理該檢測圖譜,得到定性定量數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟I)中從 待測水源中采集得到定量的水樣具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟11)從待測水源中獲取定量的水樣,和步驟12)輸出所述水樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟2)中的前處理具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟21)對所述水樣進(jìn)行吹掃捕集濃縮,吸附分析樣品,和步驟22)熱脫附并輸出所述分析樣品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟3)中的氣相色譜檢測具體包括兩個(gè)步驟,依次為步驟31)對所述分析樣品通過光離子檢測器檢測,和步驟32)對所述分析樣品通過電解電導(dǎo)檢測器檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測方法,其特征在于,在所述步驟4)后還包括步驟5)所述工業(yè)控制機(jī)將所述定性定量數(shù)據(jù)上傳到上端遠(yuǎn)程中心平臺(tái);在上述整個(gè)監(jiān)測過程中,所述工業(yè)控制機(jī)監(jiān)控各個(gè)步驟的進(jìn)行情況,并將這些情況上傳到遠(yuǎn)程中心平臺(tái),且所述遠(yuǎn)程中心平臺(tái)能夠通過所述工業(yè)控制機(jī)上安裝的監(jiān)測現(xiàn)場控制軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊控制功能。
6.一種水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,包括采用氣相色譜儀(4)的氣相色譜檢測裝置,其特征在于,還包括自動(dòng)采樣裝置、自動(dòng)前處理裝置和工業(yè)控制機(jī)(7),所述工業(yè)控制機(jī)(7)具有分別用于控制所述自動(dòng)采樣裝置、所述自動(dòng)前處理裝置和所述氣相色譜檢測裝置的控制模塊,且所述工業(yè)控制機(jī)(7)具有用于處理檢測圖譜的數(shù)據(jù)分析模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,其特征在于,所述自動(dòng)采樣裝置包括自動(dòng)取水裝置(I)和自動(dòng)進(jìn)樣裝置(2 ),所述自動(dòng)取水裝置(I)包括主取水管(101)和備用水管(102),通過PLC控制器(11)控制對應(yīng)的電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換,所述PLC控制器(11)控制繼電器(110),所述繼電器(110)控制交流接觸器(109)從而控制水泵取水,且所述自動(dòng)取水裝置(I)通過安裝在儲(chǔ)水池(107 )中的液位傳感器(108 )監(jiān)測取水量,并可控制三通電磁閥(106)實(shí)現(xiàn)余水排放和水池清洗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,其特征在于,自動(dòng)前處理裝置具體為吹掃捕集濃縮儀(3),包括 連接于所述自動(dòng)取樣裝置的吹掃捕集管(301),所述吹掃捕集管(301)的一端連接于載氣供給裝置(9); 用于吸附水樣中被吹掃出的分析樣品的捕集阱(303); 用于調(diào)節(jié)所述捕集阱(303)的溫度的捕集阱控溫箱(304);所述吹掃捕集管(301)、所述捕集阱(303)、所述氣相色譜儀(4)的氣化室和所述載氣供給裝置(9)之間通過電子六通閥(302)控制切換導(dǎo)通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,其特征在于,所述氣相色譜檢測裝置具體包括 氣相色譜儀(4); 串聯(lián)式光離子檢測器(5)和電解電導(dǎo)檢測器(6); 提供載氣的載氣供給裝置(9)以及氫氣供給裝置(10)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任意一項(xiàng)所述的水中VOCs自動(dòng)在線監(jiān)測裝置,其特征在于,還包括通過數(shù)據(jù)傳輸模塊(8)同所述工業(yè)控制機(jī)(7)數(shù)據(jù)通訊的遠(yuǎn)程中心平臺(tái),所述遠(yuǎn)程中心平臺(tái)能夠通過所述工業(yè)控制機(jī)上安裝的監(jiān)測現(xiàn)場控制軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊控制功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于水中VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)自動(dòng)在線監(jiān)測方法和裝置,可用于自動(dòng)快速監(jiān)測水中VOCs的成份及其濃度,并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程中心平臺(tái)和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程反控。該裝置主要由自動(dòng)取水裝置,自動(dòng)進(jìn)樣裝置,吹掃捕集濃縮儀,氣相色譜儀,串聯(lián)式檢測器,工業(yè)控制機(jī)及數(shù)據(jù)傳輸模塊等集成結(jié)構(gòu)組成。本發(fā)明公開的方法和裝置適用于美國EPA方法502.2公布的60種揮發(fā)性有機(jī)物,尤其適用于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的29種揮發(fā)性有機(jī)物的自動(dòng)在線監(jiān)測。該方法和裝置具有速度快、監(jiān)測靈敏度高、性能穩(wěn)定可靠、全自動(dòng)監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),適合于自動(dòng)監(jiān)測站、移動(dòng)式應(yīng)急監(jiān)測站、實(shí)驗(yàn)室等方面。
文檔編號G01N35/00GK102735859SQ20121024364
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
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