揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括：采樣探頭、伴熱管、預處理系統(tǒng)、監(jiān)測主機、采樣管路、載氣管路、載氣氣源、燃氣氣源、助燃氣氣源和數(shù)據(jù)處理顯示單元，其中，采樣探頭與預處理系統(tǒng)通過伴熱管相連接；預處理系統(tǒng)分別與采樣探頭和監(jiān)測主機相連接；監(jiān)測主機分別與預處理系統(tǒng)、載氣氣源、燃氣氣源、助燃氣氣源和數(shù)據(jù)處理顯示單元相連接；載氣氣源與監(jiān)測主機相連接；燃氣氣源與監(jiān)測主機相連接；助燃氣氣源與監(jiān)測主機相連接；數(shù)據(jù)處理顯示單元與監(jiān)測主機相連接。本實用新型對于苯系物最長15分鐘得到一組采樣數(shù)據(jù)，具有較高的時間分辨率，其運行和維護成本低，可操作性強，特別適合固定源排放的揮發(fā)性有機物的連續(xù)自動在線檢測。
【專利說明】
揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及氣體監(jiān)測技術領域，具體地說，是涉及一種能夠連續(xù)在線監(jiān)測揮發(fā)性有機物濃度的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]按照世界衛(wèi)生組織的定義，揮發(fā)性有機物(volatile organic compounds,VOCs)是指沸點在50—250 °C、室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa、在常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類有機物。VOCs具有較寬的極性和濃度范圍，在一定的濃度下對人體有致癌、致畸、致突變以及引發(fā)白血病的危險。VOCs是光化學煙霧的決定性前體物，也是PM2.5的主要前體物。可靠的VOCS測量數(shù)據(jù)是研究其對環(huán)境和人類健康影響的基礎。由于監(jiān)測到的VOCs受源變化、化學反應過程以及采樣時間和持續(xù)時間等因素的影響。所以，只有通過長期連續(xù)的監(jiān)測才能揭示出VOCs濃度水平變化的特征和一般趨勢，為環(huán)境控制提供科學依據(jù)。
[0003]目前應用最廣泛的VOCs采樣方法為不銹鋼罐采樣、吸附劑采樣、氣袋采樣以及低溫冷凝法采樣。采集的樣品必須經(jīng)過固相萃取、溶劑解析、低溫預濃縮熱解析等方法進行與處理。樣品分析主要依靠氣象色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質譜、熒光分光光度法等?，F(xiàn)有技術中，對VOCs的監(jiān)測仍然存在以下問題:
[0004]I)目前的各種采樣方法在采樣的過程中均存在一定的缺陷，例如:氣袋采樣由于內壁存在吸附和解析效應，現(xiàn)在已不多用；不銹鋼采樣罐需要送回實驗室后進行吸附劑濃縮或低溫預濃縮處理，雖然可以避免吸附劑采樣時的穿透和人為的污染，但是進行多次分析，費用高，需要復雜的設備清洗。吸附劑采樣和低溫采樣雖然在采樣的同時，可以完成對樣品的預濃縮，但是需要低溫運輸、存放。
[0005]2)采用上述的樣品采集方法必須要經(jīng)過樣品的預處理才可以用來分析，由于預處理的過程復雜、且在預處理時的人工干預中難免會對樣品造成人為的污染，整個過程周期長，且會帶來一定的誤差。
[0006]3)對于揮發(fā)性有機物的檢測，目前最常用的方法是氣相色譜法和氣相色譜-質譜法，但是大多采用離線分析技術，時間分辨率低，無法反應VOCs中各種物質成分的濃度隨時間的精細變化，同時采樣分析過程對人員的技術要求較高。
[0007]在我國，對揮發(fā)性有機物的研究起步較晚，對揮發(fā)性有機物的采集分析主要依靠國外的大型分析設備與儀器，不但價格昂貴，而且分析過程繁雜，采樣和分析的時間分辨率很差，與實際需要尚有較大的差距。
[0008]所以，研究新一代VOCs的采樣方法和分析技術，發(fā)展高靈敏度、操作簡便、經(jīng)濟適用且易于維護的VOCs分析儀，發(fā)展VOCs在線連續(xù)自動檢測技術，在揮發(fā)性有機物監(jiān)測研究領域具有重要的意義。
【實用新型內容】
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括:采樣探頭、伴熱管、預處理系統(tǒng)、監(jiān)測主機、采樣管路、載氣管路、載氣氣源、燃氣氣源、助燃氣氣源和數(shù)據(jù)處理顯示單元，其中，
[0010]所述采樣探頭，與所述預處理系統(tǒng)通過伴熱管相連接，用于采集樣氣后進入預處理系統(tǒng)；
[0011]所述預處理系統(tǒng)，分別與所述采樣探頭和監(jiān)測主機相連接，用于對采集的樣氣進行預處理后進入監(jiān)測主機，包括除塵、除濕和流路控制；
[0012]所述監(jiān)測主機，分別與所述預處理系統(tǒng)、載氣氣源、燃氣氣源、助燃氣氣源和數(shù)據(jù)處理顯示單元相連接，用于對預處理后的樣氣進行濃度分析，樣氣通過監(jiān)測主機中的氣相色譜柱中的固定相進行分離，分離后的樣品進入到監(jiān)測主機中的檢測器采集信號，采集信號后經(jīng)信號放大器發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理顯示單元；
[0013]所述載氣氣源，與所述監(jiān)測主機相連接，用于為監(jiān)測主機提供載氣；
[0014]所述燃氣氣源，與所述監(jiān)測主機相連接，用于為監(jiān)測主機提供燃氣；
[0015]所述助燃氣氣源，與所述監(jiān)測主機相連接，用于為監(jiān)測主機提供助燃氣；所述數(shù)據(jù)處理顯示單元，與所述監(jiān)測主機相連接，用于接收監(jiān)測主機中的檢測器采集的信號，進行計算分析。
[0016]優(yōu)選地，所述預處理系統(tǒng)，包括并行的樣氣預處理流路和標氣預處理流路，其中，
[0017]所述樣氣預處理流路，用于對樣氣進行預處理，包括:粉塵過濾器、空壓機、冷凝器、蠕動栗、取樣栗、流路切換閥、樣氣精密過濾器、針型閥、旁路流量計、穩(wěn)流閥、進樣流量計和大氣平衡閥，其中，旁路流量計、穩(wěn)流閥、進樣流量計和大氣平衡閥與所述標氣預處理流路共用；
[0018]所述粉塵過濾器，與所述冷凝器相連接，還與所述空壓機通過反吹閥相連接，用于除去樣氣中顆粒物；
[0019]所述空壓機，與所述粉塵過濾器通過反吹閥相連接，用于提供反吹氣體，反吹從采樣探頭到預處理系統(tǒng)的管路；
[0020]所述冷凝器，分別與所述粉塵過濾器、蠕動栗和取樣栗相連接，用于對樣氣進行除濕處理；
[0021 ]所述蠕動栗，與所述冷凝器相連接，用于排除冷凝器中的冷卻水；
[0022]所述取樣栗，分別與所述冷凝器和所述流路切換閥相連接，用于抽取樣氣；
[0023]所述流路切換閥，分別與取樣栗、樣氣精密過濾器、針型閥相連接，用于樣氣預處理流路和標氣預處理流路的切換；
[0024]所述樣氣精密過濾器，分別與所述流路切換閥和所述穩(wěn)流閥相連接，用于除去樣氣中細小的顆粒物；
[0025]所述針型閥，分別與所述流路切換閥和旁路流量計相連接，用于調整流入到旁路流量計的樣氣流量；
[0026]所述旁路流量計，與所述針型閥及標氣預處理流路中的針型閥相連接，用于顯示排空氣體的流量；
[0027]所述穩(wěn)流閥，與所述樣氣精密過濾器及標氣預處理流路的精密過濾器相連接，用于穩(wěn)定進入監(jiān)測主機的氣體流量；
[0028]所述進樣流量計，分別與所述穩(wěn)流閥和所述大氣平衡閥相連接，用于顯示進入到監(jiān)測主機的流量；
[0029]所述大氣平衡閥，分別與所述進樣流量計和監(jiān)測主機中的電動多通閥相連接，用于穩(wěn)定進入到所述電動多通閥中的氣體的氣壓；
[0030]所述標氣預處理單元，用于對標氣進行預處理，包括:過濾器、流路切換閥、標氣精密過濾器、針型閥、以及與所述樣氣預處理流路共用的旁路流量計、穩(wěn)流閥、進樣流量計和大氣平衡閥，其中，
[0031 ]所述過濾器，與所述流路切換閥相連，用于除去標氣中的顆粒物；
[0032]所述流路切換閥，分別與所述過濾器、所述標氣精密過濾器和所述針型閥相連接，用于標氣預處理流路與樣氣預處理流路之間的切換；
[0033]所述針型閥，與樣氣預處理流路的針型閥并行連接于旁路流量計上，用于調整流入到旁路流量計的標氣流量。
[0034]優(yōu)選地，所述監(jiān)測主機，包括柱箱、電動多通閥、檢測器、信號輸出口、載氣進口、燃氣進口、助燃氣進口、樣氣進口、樣氣出口和尾氣出口，其中，
[0035]所述柱箱，內設氣相色譜柱，分別與所述電動多通閥和檢測器相連接，用于將需要監(jiān)測的氣體混合物中的各種組分進行分離；
[0036]所述載氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述載氣氣源和電動多通閥相連，用于向所述氣相色譜柱輸送載氣；
[0037]所述燃氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述燃氣氣源和檢測器相連，用于向所述檢測器輸送燃氣；
[0038]所述助燃氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述助燃氣氣源和檢測器相連，用于向所述檢測器輸送助燃氣；
[0039]所述樣氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述預處理系統(tǒng)和電動多通閥相連，用于向所述電動多通閥輸入預處理系統(tǒng)處理后的樣氣；
[0040]所述樣氣出口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述電動多通閥相連，用于輸出多余的沒有進入到氣相色譜柱的樣氣；
[0041]所述尾氣出口，位于監(jiān)測主機頂蓋上，處于檢測器的正上方，用于排出經(jīng)過檢測器檢測之后的氣體；
[0042]所述電動多通閥與預處理系統(tǒng)通過樣氣進口相連接，與載氣氣源通過載氣進口相連接，與所述柱箱中的氣相色譜柱直接相連接，用于定量進入氣相色譜柱的樣氣流量；
[0043]所述檢測器，經(jīng)信號放大器后與信號輸出口相連接，用于采集信號并通過信號放大器放大后發(fā)送至信號輸出口 ；
[0044]所述信號輸出口，分別與所述信號放大器和數(shù)據(jù)處理顯示單元相連接，用于將信號放大器放大的信號發(fā)送至數(shù)據(jù)處理顯示單元。
[0045]優(yōu)選地，所述柱箱，還包括:鋁加熱塊，所述氣相色譜柱盤繞在所述鋁加熱塊上，所述鋁加熱塊用于對氣相色譜柱進行加熱。
[0046]優(yōu)選地，所述鋁加熱塊，進一步地，其下面設有至少2個孔，用于放置加熱棒和溫度傳感器，所述加熱棒用于給鋁加熱塊進行加熱，所述溫度傳感器用于采集鋁加熱塊的溫度信號。
[0047]優(yōu)選地，所述鋁加熱塊，進一步地，其周圍設置有隔熱板，所述隔熱板用于對所述鋁加熱塊進行保溫，隔熱板上設有兩個小孔，氣相色譜柱的輸入端和輸出端分別穿過所述兩個小孔。
[0048]優(yōu)選地，所述柱箱，進一步地，設有一個柱箱蓋，為雙層結構，內層是保溫層，外層是不銹鋼外罩。
[0049]本實用新型所采取的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其具有監(jiān)測主機，所述監(jiān)測主機包括柱箱、電動多通閥、檢測器、載氣進口、燃氣進口、助燃氣進口、樣氣進口、樣氣出口和尾氣出口。其中，所述柱箱，內設氣相色譜柱，分別與所述電動多通閥和檢測器相連接。所述電動多通閥與預處理系統(tǒng)通過樣氣進口相連接，與載氣氣源通過載氣進口相連接，與所述柱箱中的色譜柱直接相連接。所述檢測器，經(jīng)信號放大器后與信號輸出口相連接。所述信號輸出口，分別與所述信號放大器和數(shù)據(jù)處理顯示單元相連接。
[0050]所述揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)還包括預處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理顯示單元、燃氣氣源和助燃氣氣源。所述預處理系統(tǒng)上的樣氣進口連接伴熱管，給樣出口連接所述監(jiān)測主機的樣氣進口。所述燃氣氣源的燃氣出口連接監(jiān)測主機上的燃氣進口，所述助燃氣氣源上的助燃氣出口連接監(jiān)測主機上的助燃氣進口。所述預處理系統(tǒng)內置一個空氣壓縮機，可進行內部反吹。所述預處理系統(tǒng)中的管路材質為聚四氟乙烯。所述監(jiān)測主機的管路材質為不銹鋼。所述氣相色譜柱設置于一柱箱內，所述柱箱內設置有一鋁加熱塊，所述氣相色譜柱盤繞固定在所述鋁加熱塊上。所述鋁加熱塊上設有至少2個孔用來放置加熱棒和溫度傳感器。所述鋁加熱塊的周圍設置有隔熱板。所述隔熱板上開設有兩個小孔，氣相色譜柱的輸入端和輸出端分別穿過所述的兩個小孔。所述柱箱設有一柱箱蓋，所述柱箱蓋為雙層結構。所述檢測器采集的信號經(jīng)信號放大器放大后，由信號線輸出到數(shù)據(jù)處理顯示單元進行計算分析。
[0051]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述的在線監(jiān)測揮發(fā)性有機物的裝置，達到了如下效果:
[0052]1、本實用新型通過采樣探頭、伴熱管和氣栗直接采樣，通過預處理系統(tǒng)進行除塵、除濕和流路控制，實現(xiàn)了對固定源揮發(fā)性有機物的采樣和預處理。
[0053]2、本實用新型通過預處理系統(tǒng)對樣氣進行處理后送入到氣相色譜柱中，通過氣相色譜柱中的固定相進行分離，分離后的樣品進入到檢測器，將樣氣濃度轉化成電信號輸出，輸出的電信號經(jīng)信號放大器放大后由信號輸出線輸出到數(shù)據(jù)處理顯示單元進行處理分析，實現(xiàn)對固定污染源排放的揮發(fā)性有機物的連續(xù)自動在線檢測。
[0054]3、本實用新型對于苯系物最長15分鐘得到一組采樣數(shù)據(jù)，具有較高的時間分辨率，其運行和維護成本低，可操作性強，特別適合固定源排放的揮發(fā)性有機物的連續(xù)自動在線檢測。
【附圖說明】
[0055]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0056]圖1為本實用新型實施例1和實施例2的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)結構示意圖；
[0057]圖2為本實用新型實施例1和實施例2的預處理系統(tǒng)的工作流程圖；
[0058]圖3為本實用新型實施例1和實施例2的監(jiān)測主機裝置主視圖；
[0059]圖4為本實用新型實施例2的監(jiān)測主機裝置側視圖。
【具體實施方式】
[0060]如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的誤差范圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“親接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接于所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書后續(xù)描述為實施本實用新型的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本實用新型的一般原則為目的，并非用以限定本實用新型的范圍。本實用新型的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0061]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但不作為對本實用新型的限定。
[0062]實施例1:
[0063]結合圖1-圖3，本實施例提供了一種在線監(jiān)測揮發(fā)性有機物的系統(tǒng)，包括:采樣探頭1、預處理系統(tǒng)2、監(jiān)測主機3、數(shù)據(jù)處理顯示單元4、載氣氣源5、燃氣氣源6、助燃氣氣源7，其中，采樣探頭I用來采集固定污染源排放管路中的樣氣，預處理系統(tǒng)2用來對樣氣進行除塵、除濕和流量控制，監(jiān)測主機3用來對樣氣進行分離和檢測，數(shù)據(jù)處理顯示單元4用來對監(jiān)測主機3輸出的信號進行處理和計算，載氣氣源5為監(jiān)測主機提供載氣，燃氣氣源6為檢測器提供燃氣，助燃氣氣源7為檢測器提供助燃氣。
[0064]所述采樣探頭I，與所述預處理系統(tǒng)2通過伴熱管相連接，用于采集樣氣后進入預處理系統(tǒng)2;
[0065]所述預處理系統(tǒng)2，分別與所述采樣探頭I和監(jiān)測主機3相連接，用于對采集的樣氣進行預處理后進入監(jiān)測主機3，包括除塵、除濕和流路控制；
[0066]所述監(jiān)測主機3，分別與所述預處理系統(tǒng)2、載氣氣源5、燃氣氣源6、助燃氣氣源7和數(shù)據(jù)處理顯示單元4相連接，用于對預處理后的樣氣進行濃度分析，樣氣通過監(jiān)測主機3中的氣相色譜柱中的固定相進行分離，分離后的樣品進入到監(jiān)測主機3中的檢測器采集信號，采集信號后經(jīng)信號放大器發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理顯示單元4;
[0067]所述載氣氣源5，與所述監(jiān)測主機3相連接，用于為監(jiān)測主機3提供載氣；
[0068]所述燃氣氣源6，與所述監(jiān)測主機3相連接，用于為監(jiān)測主機3提供燃氣；
[0069]所述助燃氣氣源7，與所述監(jiān)測主機3相連接，用于為監(jiān)測主機3提供助燃氣；
[0070]所述數(shù)據(jù)處理顯示單元4，與所述監(jiān)測主機3相連接，用于接收監(jiān)測主機3中的檢測器采集的信號，進行計算分析。
[0071]所述預處理系統(tǒng)2，包括并行的樣氣預處理流路和標氣預處理流路，其中，
[0072]所述樣氣預處理流路，用于對樣氣進行預處理，包括:粉塵過濾器21、空壓機213、冷凝器22、蠕動栗214、取樣栗23、流路切換閥24、樣氣精密過濾器25、針型閥26、旁路流量計211、穩(wěn)流閥27、進樣流量計28和大氣平衡閥29，其中，旁路流量計211、穩(wěn)流閥27、進樣流量計28和大氣平衡閥29與標氣預處理流路共用。
[0073]所述粉塵過濾器21，與所述冷凝器22相連接，還與所述空壓機213通過反吹閥相連接，用于除去樣氣中較大的顆粒物；
[0074]所述空壓機213，與所述粉塵過濾器21通過反吹閥相連接，用于提供反吹氣體，反吹從采樣探頭I到預處理系統(tǒng)2的管路；
[0075]所述冷凝器22，分別與所述粉塵過濾器21、蠕動栗214和取樣栗23相連接，用于對樣氣進行除濕處理；
[0076]所述蠕動栗214，與所述冷凝器22相連接，用于排除冷凝器22中的冷卻水；
[0077]所述取樣栗23，分別與所述冷凝器22和所述流路切換閥24相連接，用于抽取樣氣；
[0078]所述流路切換閥24，分別與取樣栗23、樣氣精密過濾器25、針型閥26相連接，用于樣氣預處理流路和標氣預處理流路的切換；
[0079]所述樣氣精密過濾器25，分別與所述流路切換閥24和所述穩(wěn)流閥27相連接，用于除去樣氣中細小的顆粒物；
[0080]所述針型閥26，分別與所述流路切換閥24和旁路流量計211相連接，用于調整流入到旁路流量計211的樣氣流量；
[0081]所述旁路流量計211，與所述針型閥26及標氣氣路中的針型閥26相連接，用于顯示排空氣體的流量；
[0082]所述穩(wěn)流閥27，與所述樣氣精密過濾器25及標氣預處理流路的精密過濾器相連接，用于穩(wěn)定進入監(jiān)測主機3的氣體流量；
[0083]所述進樣流量計28，分別與所述穩(wěn)流閥27和所述大氣平衡閥29相連接，用于顯示進入到監(jiān)測主機3的流量；
[0084]所述大氣平衡閥29，分別與所述進樣流量計28和監(jiān)測主機中的電動多通閥相連接，用于穩(wěn)定進入到電動多通閥中的氣體的氣壓；
[0085]所述標氣預處理單元，用于對標氣進行預處理，包括:過濾器215、流路切換閥216、標氣精密過濾器210、針型閥217和與樣氣預處理流路共用的旁路流量計211、穩(wěn)流閥27、進樣流量計28和大氣平衡閥29，其中，
[0086]所述過濾器215，與所述流路切換閥216相連，用于除去標氣中的顆粒物；
[0087]所述流路切換閥216，分別與所述過濾器215、標氣精密過濾器210和針型閥217相連接，用于標氣預處理流路與樣氣預處理流路之間的切換；
[0088]所述針型閥217，與樣氣預處理流路的針型閥26并行連接于旁路流量計211上，用于調整流入到旁路流量計211的標氣流量。
[0089]所述監(jiān)測主機3，包括柱箱42、電動多通閥、檢測器44、載氣進口、燃氣進口、助燃氣進口、樣氣進口、樣氣出口和尾氣出口。
[0090]所述柱箱42，內設氣相色譜柱55，分別與所述電動多通閥和檢測器44相連接，用于將需要監(jiān)測的氣體混合物中的各種組分進行分離；
[0091]所述載氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述載氣氣源5和電動多通閥相連，用于向所述氣相色譜柱55輸送載氣；
[0092]所述燃氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述燃氣氣源6和檢測器44相連，用于向所述檢測器44輸送燃氣；
[0093]所述助燃氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述助燃氣氣源7和檢測器44相連，用于向所述檢測器44輸送助燃氣；
[0094]所述樣氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述預處理系統(tǒng)2和電動多通閥相連，用于向所述電動多通閥輸入預處理系統(tǒng)2處理后的樣氣；
[0095]所述樣氣出口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述電動多通閥相連，用于輸出多余的沒有進入到氣相色譜柱55的樣氣；
[0096]所述尾氣出口，位于監(jiān)測主機頂蓋上，處于檢測器的正上方，用于排出經(jīng)過檢測器44檢測之后的氣體；
[0097]所述電動多通閥與預處理系統(tǒng)2通過樣氣進口相連接，與載氣氣源5通過載氣進口相連接，與所述柱箱42中的氣相色譜柱55直接相連接，用于定量進入氣相色譜柱55的樣氣的流量；
[0098]所述檢測器44，經(jīng)信號放大器后與信號輸出口43相連接，用于采集信號并通過信號放大器放大后發(fā)送至信號輸出口 43;
[0099]所述信號輸出口43，分別與所述信號放大器和數(shù)據(jù)處理顯示單元4相連接;所述信號輸出口 43，分別與所述檢測器44和數(shù)據(jù)處理顯示單元4相耦接。
[0100]所述柱箱42，還包括:圓柱形鋁加熱塊57，所述氣相色譜柱55盤繞在所述鋁加熱塊57上，所述鋁加熱塊57用于對氣相色譜柱55進行加熱。
[0101]所述鋁加熱塊57，進一步地，其下面設有至少2個加熱孔，用于放置加熱棒53和溫度傳感器52，所述加熱棒53用于給鋁加熱塊57進行加熱，所述溫度傳感器52用于采集鋁加熱塊57的溫度信號。
[0102]所述鋁加熱塊57，進一步地，其周圍設置有隔熱板54，所述隔熱板用于對所述鋁加熱塊57進行保溫，隔熱板54上設有兩個小孔，氣相色譜柱55的輸入端和輸出端分別穿過所述兩個小孔。
[0103]所述柱箱42，進一步地，設有一個柱箱蓋56，為雙層結構，內層是保溫層，外層是不銹鋼外罩。
[0104]實施例2:
[0105]參閱圖1，為本實用新型實施例揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)的整體結構示意圖，其包括預處理系統(tǒng)2、監(jiān)測主機3、數(shù)據(jù)處理顯示單元4、燃氣氣源6、助燃氣氣源7。外接采樣探頭1、伴熱管和載氣氣源。樣氣由采樣探頭I從排放管路中取出，經(jīng)過伴熱管到達預處理系統(tǒng)2，經(jīng)過除塵、除濕和流量控制之后進入監(jiān)測主機3。監(jiān)測主機3輸出信號在數(shù)據(jù)處理顯示單元4上進行處理顯示。
[0106]如圖2所示，為預處理系統(tǒng)的工作流程圖。在分析狀態(tài)下，開啟取樣栗23，樣氣由排放管路經(jīng)取樣探頭(在取樣探頭處濾除樣氣大顆粒粉塵粒子，即一級過濾)和伴熱管線進入機柜。樣氣進入機柜后通過粉塵過濾器21后進入冷凝器22，樣氣在冷凝器22內充分冷卻，通過蠕動栗214排除液態(tài)水，之后經(jīng)過取樣栗23和電磁閥24后分成兩路，一路通過針型閥26、旁路流量計211后排空，另一路經(jīng)過樣氣精密過濾器25后通過穩(wěn)流閥27穩(wěn)定流速后經(jīng)進樣流量計28顯示流量，之后通過大氣平衡閥29進入氣相色譜儀進行實時分析。反吹狀態(tài)下，系統(tǒng)首先停止取樣栗23、關閉采樣電磁閥24，然后開啟反吹電磁閥(流路切換閥212)進行探頭的內外大流量反吹。標定時，樣氣流路關閉，標氣流路切換閥216打開，標氣經(jīng)過濾器215和流路切換閥216后分成兩路，一路通過針型閥217、旁路流量計211后排空，另一路經(jīng)過標氣精密過濾器210后通過穩(wěn)流閥27穩(wěn)定流速后經(jīng)進樣流量計28顯示流量，之后通過大氣平衡閥29進入氣相色譜儀進行分析標定。
[0107]如圖3所示，為監(jiān)測主機裝置主視圖。樣氣通過預處理系統(tǒng)2后經(jīng)監(jiān)測主機3后面板上的樣氣進口進入到電動多通閥41中，經(jīng)電動多通閥41上的定量管定量后由載氣帶入到柱箱42中的氣相色譜柱55里，進行分離后，進入到檢測器44中，檢測器44檢測到的電信號經(jīng)信號放大器(圖4中的51)放大后通過氣相色譜儀3后面板上的信號輸出口 43輸出到數(shù)據(jù)處理顯示單元進行計算分析。
[0108]如圖4所示，為監(jiān)測主機裝置側視圖。氣相色譜柱55設置于一個柱箱42內，所述柱箱42內設置有一圓柱形鋁加熱塊57，氣相色譜柱55盤繞固定在鋁加熱塊57上。鋁加熱塊57下面設有2個加熱孔用來放置加熱棒53和溫度傳感器52。鋁加熱塊57的下方設置有隔熱板54。隔熱板54上開設有兩個小孔，氣相色譜柱55的輸入端和輸出端分別穿過所述的兩個小孔。柱箱42設有一個柱箱蓋56，所述柱箱蓋56為雙層結構。
[0109]實施例3:
[0110]在實施例1和實施例2的基礎上，本實施例為應用實施例:
[0111]I)采樣，預處理系統(tǒng)2開始采樣，控制電動多通閥41在采樣狀態(tài)，同時發(fā)出采樣信號。預處理系統(tǒng)內氣栗(取樣栗23)抽取采樣探頭I處的被測樣氣。樣氣經(jīng)過伴熱管到達預處理系統(tǒng)2，預處理系統(tǒng)2對樣氣進行除塵、除濕等處理。然后完全裝填監(jiān)測主機3內定量管。達到預定時間后預處理系統(tǒng)2進入進樣狀態(tài)。開機后，數(shù)據(jù)處理顯示單元4的軟件沒有開始采集數(shù)據(jù)，處于停止采集狀態(tài)，第一次收到采樣信號時，數(shù)據(jù)處理顯示單元4沒有相應的變化。在開始采集數(shù)據(jù)之后，收到采樣信號時，停止采集數(shù)據(jù)，并處理進樣過程采集到的樣氣數(shù)據(jù)。
[0112]2)進樣，預處理系統(tǒng)2開始進樣，切換電動多通閥41至進樣狀態(tài)，同時發(fā)出進樣信號。載氣帶著樣氣進入色譜柱流向檢測器44，檢測器44輸出檢測信號，經(jīng)放大后輸出給數(shù)據(jù)處理顯示單元，達到預定時間后預處理系統(tǒng)2進入采樣狀態(tài)。
[0113]3)數(shù)據(jù)處理分析，數(shù)據(jù)處理顯示單元4在收到進樣信號時，開始采集數(shù)據(jù)，并將電信號進行顯示在屏幕上。
[0114]常規(guī)工作狀態(tài)下，系統(tǒng)自動進行“采樣狀態(tài)”與“進樣狀態(tài)”的切換。數(shù)據(jù)處理顯示單元4每次采集數(shù)據(jù)前應進行零點校正。
[0115]本實用新型通過采樣探頭進行采樣，經(jīng)過伴熱管到達預處理系統(tǒng)進行除塵、除濕等處理，之后進入監(jiān)測主機進行分析，對于固定污染源排放的苯系物在15分鐘之內即可得到一組分析結果。通過標樣即可確定揮發(fā)性有機物的種類及其排放濃度。采用本實用新型的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)對固定污染源排放的VOCs組分濃度及甲烷/非甲烷總烴濃度的連續(xù)在線自動監(jiān)測。其體積小，結構簡單，運行和維護成本低，可操作性強，特別適合固定污染源排放的揮發(fā)性有機物的連續(xù)自動監(jiān)測。
[0116]上述說明示出并描述了本實用新型的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應當理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實用新型構相范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括:采樣探頭、伴熱管、預處理系統(tǒng)、監(jiān)測主機、采樣管路、載氣管路、載氣氣源、燃氣氣源、助燃氣氣源和數(shù)據(jù)處理顯示單元，其中， 所述采樣探頭，與所述預處理系統(tǒng)通過伴熱管相連接，用于采集樣氣后進入預處理系統(tǒng)； 所述預處理系統(tǒng)，分別與所述采樣探頭和監(jiān)測主機相連接，用于對采集的樣氣進行預處理后進入監(jiān)測主機，包括除塵、除濕和流路控制； 所述監(jiān)測主機，分別與所述預處理系統(tǒng)、載氣氣源、燃氣氣源、助燃氣氣源和數(shù)據(jù)處理顯示單元相連接，用于對預處理后的樣氣進行濃度分析，樣氣通過監(jiān)測主機中的氣相色譜柱中的固定相進行分離，分離后的樣品進入到監(jiān)測主機中的檢測器采集信號，采集信號后經(jīng)信號放大器發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理顯示單元； 所述載氣氣源，與所述監(jiān)測主機相連接，用于為監(jiān)測主機提供載氣； 所述燃氣氣源，與所述監(jiān)測主機相連接，用于為監(jiān)測主機提供燃氣； 所述助燃氣氣源，與所述監(jiān)測主機相連接，用于為監(jiān)測主機提供助燃氣;所述數(shù)據(jù)處理顯示單元，與所述監(jiān)測主機相連接，用于接收監(jiān)測主機中的檢測器采集的信號，進行計算分析。2.根據(jù)權利要求1所述的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述預處理系統(tǒng)，包括并行的樣氣預處理流路和標氣預處理流路，其中， 所述樣氣預處理流路，用于對樣氣進行預處理，包括:粉塵過濾器、空壓機、冷凝器、蠕動栗、取樣栗、流路切換閥、樣氣精密過濾器、針型閥、旁路流量計、穩(wěn)流閥、進樣流量計和大氣平衡閥，其中，旁路流量計、穩(wěn)流閥、進樣流量計和大氣平衡閥與所述標氣預處理流路共用； 所述粉塵過濾器，與所述冷凝器相連接，還與所述空壓機通過反吹閥相連接，用于除去樣氣中顆粒物； 所述空壓機，與所述粉塵過濾器通過反吹閥相連接，用于提供反吹氣體，反吹從采樣探頭到預處理系統(tǒng)的管路； 所述冷凝器，分別與所述粉塵過濾器、蠕動栗和取樣栗相連接，用于對樣氣進行除濕處理； 所述蠕動栗，與所述冷凝器相連接，用于排除冷凝器中的冷卻水； 所述取樣栗，分別與所述冷凝器和所述流路切換閥相連接，用于抽取樣氣； 所述流路切換閥，分別與取樣栗、樣氣精密過濾器、針型閥相連接，用于樣氣預處理流路和標氣預處理流路的切換； 所述樣氣精密過濾器，分別與所述流路切換閥和所述穩(wěn)流閥相連接，用于除去樣氣中細小的顆粒物； 所述針型閥，分別與所述流路切換閥和旁路流量計相連接，用于調整流入到旁路流量計的樣氣流量； 所述旁路流量計，與所述針型閥及標氣預處理流路中的針型閥相連接，用于顯示排空氣體的流量； 所述穩(wěn)流閥，與所述樣氣精密過濾器及標氣預處理流路的精密過濾器相連接，用于穩(wěn)定進入監(jiān)測主機的氣體流量； 所述進樣流量計，分別與所述穩(wěn)流閥和所述大氣平衡閥相連接，用于顯示進入到監(jiān)測主機的流量； 所述大氣平衡閥，分別與所述進樣流量計和監(jiān)測主機中的電動多通閥相連接，用于穩(wěn)定進入到所述電動多通閥中的氣體的氣壓； 所述標氣預處理單元，用于對標氣進行預處理，包括:過濾器、流路切換閥、標氣精密過濾器、針型閥、以及與所述樣氣預處理流路共用的旁路流量計、穩(wěn)流閥、進樣流量計和大氣平衡閥，其中， 所述過濾器，與所述流路切換閥相連，用于除去標氣中的顆粒物； 所述流路切換閥，分別與所述過濾器、所述標氣精密過濾器和所述針型閥相連接，用于標氣預處理流路與樣氣預處理流路之間的切換； 所述針型閥，與樣氣預處理流路的針型閥并行連接于旁路流量計上，用于調整流入到旁路流量計的標氣流量。3.根據(jù)權利要求1所述的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測主機，包括柱箱、電動多通閥、檢測器、信號輸出口、載氣進口、燃氣進口、助燃氣進口、樣氣進口、樣氣出口和尾氣出口，其中， 所述柱箱，內設氣相色譜柱，分別與所述電動多通閥和檢測器相連接，用于將需要監(jiān)測的氣體混合物中的各種組分進行分離； 所述載氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述載氣氣源和電動多通閥相連，用于向所述氣相色譜柱輸送載氣； 所述燃氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述燃氣氣源和檢測器相連，用于向所述檢測器輸送燃氣； 所述助燃氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述助燃氣氣源和檢測器相連，用于向所述檢測器輸送助燃氣； 所述樣氣進口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述預處理系統(tǒng)和電動多通閥相連，用于向所述電動多通閥輸入預處理系統(tǒng)處理后的樣氣； 所述樣氣出口，位于監(jiān)測主機的背面板上，與所述電動多通閥相連，用于輸出多余的沒有進入到氣相色譜柱的樣氣； 所述尾氣出口，位于監(jiān)測主機頂蓋上，處于檢測器的正上方，用于排出經(jīng)過檢測器檢測之后的氣體； 所述電動多通閥與預處理系統(tǒng)通過樣氣進口相連接，與載氣氣源通過載氣進口相連接，與所述柱箱中的氣相色譜柱直接相連接，用于定量進入氣相色譜柱的樣氣流量； 所述檢測器，經(jīng)信號放大器后與信號輸出口相連接，用于采集信號并通過信號放大器放大后發(fā)送至信號輸出口； 所述信號輸出口，分別與所述信號放大器和數(shù)據(jù)處理顯示單元相連接，用于將信號放大器放大的信號發(fā)送至數(shù)據(jù)處理顯示單元。4.根據(jù)權利要求3所述的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述柱箱，還包括:鋁加熱塊，所述氣相色譜柱盤繞在所述鋁加熱塊上，所述鋁加熱塊用于對氣相色譜柱進行加熱。5.根據(jù)權利要求4所述的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述鋁加熱塊，其下面設有至少2個孔，用于放置加熱棒和溫度傳感器，所述加熱棒用于給鋁加熱塊進行加熱，所述溫度傳感器用于采集鋁加熱塊的溫度信號。6.根據(jù)權利要求4所述的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述鋁加熱塊，其周圍設置有隔熱板，所述隔熱板用于對所述鋁加熱塊進行保溫，隔熱板上設有兩個小孔，氣相色譜柱的輸入端和輸出端分別穿過所述兩個小孔。7.根據(jù)權利要求3所述的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述柱箱，設有一個柱箱蓋，為雙層結構，內層是保溫層，外層是不銹鋼外罩。
【文檔編號】G01N30/06GK205538861SQ201521031850
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年12月11日
【發(fā)明人】黃春艷, 楊靜, 劉勝華, 張沛武
【申請人】北京萬維盈創(chuàng)科技發(fā)展有限公司