專利名稱：適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種樣品采送(采集和輸送)裝置和方 法，用于在空氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中，實(shí)施監(jiān)測(cè)儀器性能，在線檢查、校準(zhǔn)，以確保監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)滿足所指定執(zhí)行的政府和專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。
背景技術(shù)：
經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外在環(huán)境空氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)中，無(wú)論是政府或?qū)I(yè)權(quán)威機(jī) 構(gòu)制定的監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，都要求在空氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)監(jiān)測(cè)儀器性能進(jìn) 行周期性的在線檢查、校準(zhǔn)，以控制監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。因而，現(xiàn) 代化的樣品抽入式空氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，都集成有完備的氣體樣品采集、輸送裝置。能 夠按照制定的運(yùn)行任務(wù)時(shí)間編排，自動(dòng)控制向監(jiān)測(cè)儀器輸送被測(cè)空氣樣品，或特定濃度的 標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品。
目前應(yīng)用的采送(采集、輸送)裝置，可歸類為三種方式；其樣品輸送流路和技術(shù)結(jié) 構(gòu)特點(diǎn)如下
第一種方式結(jié)構(gòu)如圖l所示，其工作原理如下
當(dāng)進(jìn)行空氣污染監(jiān)測(cè)時(shí)，導(dǎo)流風(fēng)扇12運(yùn)轉(zhuǎn)，使被測(cè)空氣從采樣總管ll的頂部入口向 底部出口持續(xù)地流動(dòng)，三通閥14打開(kāi)連接樣品分送管13與監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)樣管15的通道， 被測(cè)空氣樣品經(jīng)樣品分送管13、三通閥14和監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)樣管15被抽入污染物監(jiān)測(cè)儀器 16。此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器19停止輸出供污染物監(jiān)測(cè)儀器16性能檢查、校準(zhǔn)所需 的標(biāo)準(zhǔn)氣體，標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管17中沒(méi)有氣體流動(dòng)。
當(dāng)進(jìn)行污染物監(jiān)測(cè)儀器16性能檢查、校準(zhǔn)時(shí)，三通閥14打開(kāi)連接標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管17 與監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)樣管15的通道，使標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器19輸出的供污染物監(jiān)測(cè)儀器16 性能檢査、校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣體送入至污染物監(jiān)測(cè)儀器16;標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器19產(chǎn)生 的剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體余氣管18排出，標(biāo)準(zhǔn)氣體余氣管18與標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀 器19的剩余氣體排放端口連接。
這種方式，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)儀器16性能檢查、校準(zhǔn)時(shí)，剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體不流入空氣采樣總 管ll。
第二種方式結(jié)構(gòu)如圖2所示，其工作原理如下
當(dāng)進(jìn)行空氣污染監(jiān)測(cè)時(shí)，導(dǎo)流風(fēng)扇22運(yùn)轉(zhuǎn)，使被測(cè)空氣從釆樣總管21的頂部入口向
底部出口持續(xù)地流動(dòng)，單通閥28關(guān)閉，被測(cè)空氣樣品經(jīng)樣品分送管23、三通管24和監(jiān)測(cè) 儀器進(jìn)樣管25被抽入污染物監(jiān)測(cè)儀器26。此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器29停止輸出供污 染物監(jiān)測(cè)儀器26性能檢查、校準(zhǔn)所需的標(biāo)準(zhǔn)氣體，標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管27中沒(méi)有氣體流動(dòng)。
當(dāng)進(jìn)行污染物監(jiān)測(cè)儀器26性能檢查、校準(zhǔn)時(shí)，單通閥28打開(kāi)，標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀 器29輸出的供污染物監(jiān)測(cè)儀器26性能檢查、校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管27、 單通閥28、三通管24和監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)樣管25送入污染物監(jiān)測(cè)儀器26;標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制 儀器29產(chǎn)生的剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)三通管24和樣品分送管23排入空氣采樣總管21，標(biāo)準(zhǔn) 氣體動(dòng)態(tài)配制儀器29的剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體排放端口被封塞。
這種方式，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)儀器26性能檢查、校準(zhǔn)時(shí)，剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體流入空氣采樣總管21。
第三種方式結(jié)構(gòu)如圖3所示，其工作原理如下
當(dāng)進(jìn)行空氣污染監(jiān)測(cè)時(shí)，可截流抽氣泵34啟動(dòng)，由顆粒物過(guò)濾器32防污的氣體流量 控制器33按照設(shè)定調(diào)節(jié)抽氣流量，使被測(cè)空氣以穩(wěn)定的流量從空氣采樣總管31的頂部入 口向底部出口持續(xù)地流動(dòng)，污染物監(jiān)測(cè)儀器36經(jīng)樣品分送管35從空氣采樣總管31抽入 被測(cè)樣品。此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器38停止輸出供污染物監(jiān)測(cè)儀器36性能檢查、校 準(zhǔn)所需的標(biāo)準(zhǔn)氣體，標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管37中沒(méi)有氣體流動(dòng)。
當(dāng)進(jìn)行污染物監(jiān)測(cè)儀器36性能檢査、校準(zhǔn)時(shí)，可截流抽氣泵34關(guān)閉，其截流作用使 空氣采樣總管31底部的空氣樣品出口被封閉，標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器38輸出的供污染物 監(jiān)測(cè)儀器36性能檢査、校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣體，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管37流入空氣采樣總管31 的底部，污染物監(jiān)測(cè)儀器36經(jīng)樣品分送管35從空氣采樣總管31抽入標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品；標(biāo) 準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器38產(chǎn)生的剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體充滿空氣采樣總管31后，從其頂部的空氣樣 品入口排出，標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器38的剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體排放端口被封塞。
這種方式，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)儀器36性能檢査、校準(zhǔn)時(shí)，剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體流入空氣采樣總管31。
實(shí)際上，在開(kāi)展空氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作中遇到的技術(shù)問(wèn)題，和對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行在線檢 查、校準(zhǔn)積累的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，目前應(yīng)用的上述氣體樣品采集、輸送裝置，對(duì)于在空氣污 染自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)監(jiān)測(cè)儀器性能在線進(jìn)行檢査、校準(zhǔn)，還存在極需改進(jìn)的技術(shù)缺陷 和不足，需要研究設(shè)計(jì)新的裝置和方法。這些技術(shù)缺陷和不足，主要有以下方面
(1)、標(biāo)準(zhǔn)氣體沒(méi)有沿空氣樣品輸送的相同流路流入被檢査、校準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)儀器。在前述
方式一、方式二中，標(biāo)準(zhǔn)氣體沒(méi)有經(jīng)空氣采樣總管和樣品分送管流入監(jiān)測(cè)儀器，在前述方 式三中，標(biāo)準(zhǔn)氣體僅僅經(jīng)過(guò)空氣采樣總管底部流入監(jiān)測(cè)儀器。由于空氣樣品會(huì)因流經(jīng)管道 (如采樣總管和樣品分送管)發(fā)生積污、凝水，而引起其中的被測(cè)物質(zhì)(如SCb、 03等) 濃度變化，造成監(jiān)測(cè)結(jié)果偏離空氣污染的實(shí)際濃度。如果標(biāo)準(zhǔn)氣體不是沿空氣樣品輸送管 道流動(dòng)，監(jiān)測(cè)儀器的檢査、校準(zhǔn)成績(jī)，就不能全面反映、驗(yàn)證空氣污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差，也 就大為降低了進(jìn)行監(jiān)測(cè)儀器在線檢查、校準(zhǔn)的實(shí)際作用。
(2)、標(biāo)準(zhǔn)氣體與空氣樣品在進(jìn)入監(jiān)測(cè)儀器時(shí)，存在壓力等物理化學(xué)條件的明顯差異。 在輸送標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品時(shí)方式一因標(biāo)準(zhǔn)氣體余氣管排氣阻力，使監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)樣管壓力高于 大氣壓力；方式二因樣品分送管和樣品采樣總管排氣阻力，使監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)樣管壓力高于大 氣壓力；方式三因空氣采樣總管排氣阻力，使監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)樣管壓力高于大氣壓力。相反， 在輸送空氣樣品時(shí)方式一、方式二、方式三均因空氣采樣總管、樣品分送管阻力，而使 監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)樣管壓力低于大氣壓力。以現(xiàn)用的站房、機(jī)柜、管道工裝技術(shù)，特別是標(biāo)準(zhǔn)氣 體儲(chǔ)存濃度和動(dòng)態(tài)氣體稀釋技術(shù)的局限一一標(biāo)準(zhǔn)氣體的剩余氣體排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于監(jiān)測(cè)儀器 抽入量；更加劇了輸送標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品與輸送空氣樣品之間的流路壓力、溫度差異。這些差 異足以在以下幾個(gè)方面干擾、引偏監(jiān)測(cè)儀器在線檢查、校準(zhǔn)的結(jié)果
a、 采用上述三種方式氣體樣品采集、輸送裝置的空氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，所用各種空 氣污染物監(jiān)測(cè)儀器，都自帶有適量抽入氣體樣品的動(dòng)力裝置。這些監(jiān)測(cè)儀器的樣品抽入流 量，和樣品通過(guò)其反應(yīng)、傳感部分時(shí)壓力、溫度的穩(wěn)定狀態(tài)，主要是應(yīng)對(duì)"抽入"空氣樣 品的空氣污染監(jiān)測(cè)作業(yè)進(jìn)行設(shè)定的。當(dāng)作業(yè)轉(zhuǎn)換為性能檢查、校準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品實(shí)際 等效于"吹入"監(jiān)測(cè)儀器，引起樣品通過(guò)反應(yīng)、傳感部分時(shí)壓力、溫度穩(wěn)定狀態(tài)的變化。 這些變化對(duì)于現(xiàn)用空氣污染物濃度測(cè)試分析技術(shù)是災(zāi)難性的，可導(dǎo)致同樣濃度的空氣樣品 與標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品(僅僅因?yàn)榍罢呤?抽入"，而后者是"吹入")在監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)讀數(shù)上產(chǎn) 生顯著偏差。在這種情況下，即使監(jiān)測(cè)儀器檢査、校準(zhǔn)結(jié)果正確，也不能表明能夠提供正 確的空氣污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果。
b、 標(biāo)準(zhǔn)氣體和空氣樣品到達(dá)監(jiān)測(cè)儀器反應(yīng)、傳感部分前，需要流經(jīng)包括監(jiān)測(cè)儀器內(nèi) 部和外部的各種管道、連接器、過(guò)濾器、轉(zhuǎn)化器等構(gòu)成的流路。由于標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品輸送為
"吹入"監(jiān)測(cè)儀器，流路壓力高于大氣壓力，而空氣樣品輸送為"抽入"監(jiān)測(cè)儀器，流路 壓力低于大氣壓力。這種特性，造成在流路發(fā)生低程度漏氣問(wèn)題時(shí)(原因可來(lái)自裝配操作、 材料疲勞、應(yīng)力變形等因素)，標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度的改變遠(yuǎn)小于空氣樣品濃度的改變；因?yàn)闃?biāo) 準(zhǔn)氣體輸送時(shí)流路壓力高于大氣壓力，漏氣是標(biāo)準(zhǔn)氣體排出流路，而空氣樣品輸送時(shí)流路
壓力低于大氣壓力，漏氣是站房?jī)?nèi)空氣被吸入流路改變空氣樣品的濃度；這就使同樣濃度 的空氣樣品與標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品在監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)讀數(shù)上產(chǎn)生顯著偏差。在這種情況下，即使監(jiān) 測(cè)儀器檢查、校準(zhǔn)結(jié)果正確，也不能表明能夠提供正確的空氣污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果；同樣也不 能通過(guò)監(jiān)測(cè)儀器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品的測(cè)定數(shù)據(jù)判斷流路是否出現(xiàn)漏氣。
c、 目前常用的，通過(guò)設(shè)定紫外線光源激勵(lì)強(qiáng)度提供03標(biāo)準(zhǔn)氣體的技術(shù)方法，各濃度 03標(biāo)準(zhǔn)氣體，是調(diào)控標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器03發(fā)生倉(cāng)紫外線光源處在設(shè)定的激勵(lì)強(qiáng)度產(chǎn) 生的；并通過(guò)定期用高精確度03分祈儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器的03輸出，進(jìn)行各 濃度的標(biāo)準(zhǔn)傳遞。由于作為標(biāo)準(zhǔn)傳遞基準(zhǔn)的高精確度03分析儀器氣體樣品入口的被測(cè)氣體 壓力，必須盡可能接近大氣壓力，因而進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器的03標(biāo)準(zhǔn)傳遞時(shí)，需要 改變樣品氣體流路連接以達(dá)到要求。這就使標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器在進(jìn)行03標(biāo)準(zhǔn)傳遞時(shí)， 與輸出03標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行03監(jiān)測(cè)儀器檢查、校準(zhǔn)時(shí)，流路壓力相差較大，可引起標(biāo)準(zhǔn)氣體 動(dòng)態(tài)配制儀器03發(fā)生倉(cāng)流量和壓力改變，乃至實(shí)際輸出的03標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度的改變。這種 狀況表明，即使03發(fā)生倉(cāng)紫外線光源激勵(lì)強(qiáng)度恒定，流路壓力仍然可改變標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配 制儀器輸出的03標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度，從而難以正摘地進(jìn)行03監(jiān)測(cè)儀器在線檢査、校準(zhǔn)。
d、 在流路中，樣品的壓力、溫度、濕度等因素，可影響某些污染物的表現(xiàn)形態(tài)，造 成監(jiān)測(cè)儀器測(cè)定的特征污染物濃度的改變，影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的真實(shí)性；特別是現(xiàn)代生產(chǎn)、生 活的物質(zhì)消耗關(guān)系，已經(jīng)使空氣污染具有復(fù)雜的組成、形態(tài)和理化復(fù)合作用。如果標(biāo)準(zhǔn)氣 體樣品不是以等效于空氣樣品的流體動(dòng)力、熱力指標(biāo)，經(jīng)過(guò)等效的流路輸送到監(jiān)測(cè)儀器， 對(duì)于這些因素的作用是否足以使監(jiān)測(cè)儀器測(cè)定的實(shí)際上是已經(jīng)"失真"的空氣樣品，也就 無(wú)從判別并作出等效補(bǔ)償。
(3)、上述氣體樣品采集、輸送裝置中的方式三，標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品與空氣樣品除了在空氣 采樣總管中流動(dòng)方向不同，在流路的其他部分是相同的。減少了引起流路壓力、溫度在輸 送標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品與輸送空氣樣品之間產(chǎn)生差異的因素，對(duì)實(shí)施監(jiān)測(cè)儀器在線檢查、校準(zhǔn)比 方式一和方式二技術(shù)更為合理。但是，為了使被測(cè)空氣以穩(wěn)定、適當(dāng)大小的流量在空氣采 樣總管流動(dòng)，并且在監(jiān)測(cè)儀器檢查、校準(zhǔn)時(shí)封閉空氣采樣總管底部，使剩余標(biāo)準(zhǔn)氣體從空 氣采樣總管頂部排出，其中配備的可截流抽氣泵34、顆粒物過(guò)濾器32和氣體流量控制器 33，不僅價(jià)格昂貴，而且必須經(jīng)常維護(hù)檢修，更換積污或磨損的器件。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和局限，本發(fā)明的目的在于提供一種科學(xué)、實(shí)用的空氣污染監(jiān)測(cè) 儀器在線檢查、校準(zhǔn)的裝置和方法，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和空氣樣品輸送(流動(dòng))流路
相同，保持相同的流體動(dòng)力、熱力指標(biāo)和化學(xué)穩(wěn)定體系。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案 一種適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置， 包括空氣采樣總管、污染物監(jiān)測(cè)儀器和標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器，所述空氣采樣總管的頂部 設(shè)有控制閥，底部與導(dǎo)流裝置連接；所述污染物監(jiān)測(cè)儀器通過(guò)樣品分送管與空氣采樣總管 的底部連通；所述標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管與空氣釆樣總管的頂部連 通。
上述控制閥為電控球閥，安裝于空氣采樣總管的頂部，用于控制空氣采樣總管的頂部 入口的開(kāi)啟或關(guān)閉。當(dāng)空氣采樣總管的管徑小于25mm時(shí)，所述電控球閥的通徑與空氣采 樣總管的管徑相同。
上述導(dǎo)流裝置為導(dǎo)流風(fēng)扇，與空氣采樣總管的底部連接，用于將被測(cè)空氣抽入空氣采 樣總管。所述空氣采樣總管底部的樣品分送管接口與導(dǎo)流風(fēng)扇之間留有一定長(zhǎng)度的管道， 該管道的長(zhǎng)度一般為空氣采樣總管底部接口處的管徑的50倍以上。 上述污染物監(jiān)測(cè)儀器自帶有動(dòng)力裝置，用于抽入適量的氣體樣品。 同時(shí)，本發(fā)明也提供了一種適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送方法，包括 如下步驟
(a) 關(guān)閉空氣采樣總管頂部的控制閥和底部的導(dǎo)流裝置；
(b) 開(kāi)啟標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器，輸出供污染物監(jiān)測(cè)儀器性能檢査、校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣體；
(c) 標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管從空氣采樣總管的頂部流入，充滿空氣采樣總管；
(d) 污染物監(jiān)測(cè)儀器經(jīng)樣品分送管從空氣采樣總管的底部抽入標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，進(jìn)行在線 檢查、校準(zhǔn)。
上述空氣采樣總管中剩余的標(biāo)準(zhǔn)氣體經(jīng)空氣采樣總管底部和導(dǎo)流裝置的空隙排出。 上述標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器在進(jìn)行空氣污染物監(jiān)測(cè)時(shí)，停止輸出供污染物監(jiān)測(cè)儀器性 能檢查、校準(zhǔn)所需的標(biāo)準(zhǔn)氣體，且標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管中沒(méi)有氣體流動(dòng)。
本發(fā)明適合在空氣污染監(jiān)測(cè)站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行在線檢査、校準(zhǔn)，這種全等效 型空氣樣品采送裝置及方法，完全克服了傳統(tǒng)方式存在的技術(shù)缺陷和不足，而且簡(jiǎn)單、可 靠、實(shí)用。其相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果-
(1)、標(biāo)準(zhǔn)氣體與被測(cè)空氣樣品，都是從空氣采樣總管的頂部進(jìn)入，以相同的流路和方 向流入監(jiān)測(cè)儀器。當(dāng)空氣樣品因流經(jīng)管道發(fā)生積污、凝水，而引起其中的被測(cè)物質(zhì)(如S02、 03等)濃度變化，造成監(jiān)測(cè)結(jié)果偏離空氣污染的實(shí)際濃度，這種情形同樣也會(huì)引起標(biāo)準(zhǔn)氣 體濃度的改變；這就使我們能夠通過(guò)分析監(jiān)測(cè)儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氣體的數(shù)據(jù)記錄，和利用某些
不受此類影響的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的"示蹤"作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除此類對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不良影 響。
(2) 、標(biāo)準(zhǔn)氣體與空氣樣品在進(jìn)入監(jiān)測(cè)儀器時(shí)，被確保具有相同的流體動(dòng)力、熱力指標(biāo)，
和化學(xué)穩(wěn)定形態(tài)。因而
a、 標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和被測(cè)空氣樣品都是被"抽入"監(jiān)測(cè)儀器，而且流路阻力分布相同， 不會(huì)引起樣品通過(guò)監(jiān)測(cè)儀器反應(yīng)、傳感部分時(shí)壓力、溫度穩(wěn)定狀態(tài)的變化，也就不會(huì)由此 導(dǎo)致同樣濃度的空氣樣品與標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品在監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)讀數(shù)上產(chǎn)生偏差。
b、 標(biāo)準(zhǔn)氣體和空氣樣品到達(dá)監(jiān)測(cè)儀器反應(yīng)、傳感部分前，需要流經(jīng)包括監(jiān)測(cè)儀器內(nèi) 部和外部的各種管道、連接器、過(guò)濾器、轉(zhuǎn)化器等構(gòu)成的流路。在流路發(fā)生低程度漏氣問(wèn) 題時(shí)(原因可來(lái)自裝配操作、材料疲勞、應(yīng)力變形等因素)，標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度的改變與空氣 樣品濃度的改變完全相同。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)氣體樣品與空氣樣品在輸送中的流體動(dòng)力指標(biāo)相同， 漏氣同樣使站房?jī)?nèi)空氣被"抽入"流路，與標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品或空氣樣品混合，影響監(jiān)測(cè)儀器 的讀數(shù)。這就使我們能夠通過(guò)分析監(jiān)測(cè)儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氣體的數(shù)據(jù)記錄，和利用那些沒(méi)有發(fā) 生此類問(wèn)題的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的"示蹤"作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除這種對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不良影響。
C、目前常用的，通過(guò)設(shè)定紫外線光源激勵(lì)強(qiáng)度提供03標(biāo)準(zhǔn)氣體的技術(shù)方法，各濃度
03標(biāo)準(zhǔn)氣體，是調(diào)控標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器03發(fā)生倉(cāng)紫外線光源處在設(shè)定的激勵(lì)強(qiáng)度產(chǎn) 生的；并通過(guò)定期用高精確度03分析儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器的03輸岀，進(jìn)行各 濃度的標(biāo)準(zhǔn)傳遞。在本裝置中，作為標(biāo)準(zhǔn)傳遞基準(zhǔn)的高精確度03分析儀器的氣體樣品入口， 可直接連接空氣采樣總管底部(樣品分送管所在位置)，并可確保其樣品入口壓力與大氣 壓力非常接近，完全滿足進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配置儀器的03標(biāo)準(zhǔn)傳遞要求。從而能夠正確地 進(jìn)行03標(biāo)準(zhǔn)傳遞，并正確地進(jìn)行03監(jiān)測(cè)儀器在線檢査、校準(zhǔn)。
d、在流路中，樣品的壓力、溫度、濕度等因素，可影響某些污染物的表現(xiàn)形態(tài)，造 成監(jiān)測(cè)儀器測(cè)定的特征污染物濃度的改變，影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的真實(shí)性；特別是現(xiàn)代生產(chǎn)、生 活的物質(zhì)消耗關(guān)系，已經(jīng)使空氣污染具有復(fù)雜的組成、形態(tài)和理化復(fù)合作用。在本裝置中， 標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品是以完全等效于空氣樣品的流體動(dòng)力、熱力指標(biāo)，和化學(xué)穩(wěn)定形態(tài)，經(jīng)過(guò)完 全相同的流路輸送到監(jiān)測(cè)儀器。這就使我們能夠通過(guò)分析監(jiān)測(cè)儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氣體的數(shù)據(jù)記 錄，和利用某些不受此類影響的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的"示蹤"作用，及時(shí)判斷、補(bǔ)償這些因素 造成的被測(cè)空氣樣品的"失真"。
(3) 、本裝置不需要價(jià)格昂貴的，容易損耗的流量調(diào)控設(shè)備、可截流抽氣泵以及電磁閥。 集成所用材料、器件，包括特有的電控球閥，都是常見(jiàn)、通用、售價(jià)不高的工業(yè)產(chǎn)品；并
且都是無(wú)損耗、免維護(hù)工裝類型。技術(shù)實(shí)用，較之傳統(tǒng)方式裝配更為簡(jiǎn)單，有利于推廣應(yīng)用。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的樣品采送裝置示意圖之一；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的樣品采送裝置示意圖之二；
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的樣品采送裝置示意圖之三；
圖4是本發(fā)明的樣品采送裝置示意圖5(a)是本發(fā)明進(jìn)行空氣污染物監(jiān)測(cè)時(shí)的樣品采送流程圖5(b)是本發(fā)明進(jìn)行污染物監(jiān)測(cè)儀器在線檢査、校準(zhǔn)時(shí)的樣品采送流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的描述。
如圖4所示，本發(fā)明所述空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置，包括空氣采樣 總管1、污染物監(jiān)測(cè)儀器5和標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器7，其中，所述空氣采樣總管1的頂 部設(shè)有電控球閥3，底部與導(dǎo)流風(fēng)扇2連接；所述污染物監(jiān)測(cè)儀器5通過(guò)樣品分送管4與 空氣采樣總管1的底部連通；所述標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器7通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管6與空氣 采樣總管1的頂部連通。
該空氣樣品采送裝置可以實(shí)現(xiàn)輸送標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品與輸送空氣樣品的"全等效"效果， 即標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品與被測(cè)空氣樣品都是從空氣采樣總管1的頂部進(jìn)入，以相同的流路和方向 流入污染物監(jiān)測(cè)儀器5。在實(shí)際設(shè)計(jì)、應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)處理在于
1、 利用電控球閥通徑大，打開(kāi)(或關(guān)閉)定位后不耗能，可戶外安裝，免維護(hù)的特 點(diǎn)。其打開(kāi)通徑只須滿足空氣采樣總管1內(nèi)的空氣壓力與大氣壓力差異(輕微)不低于 -2mmH20 (毫米水柱)即可；當(dāng)空氣采樣總管1的管徑小于25mm時(shí)，建議采用通徑與空 氣采樣總管1的管徑相同的球閥。
2、 標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管6的管徑，應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配置儀器7在所輸出的標(biāo)準(zhǔn)氣體 流量最大時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)氣體出口處的壓力與大氣壓力的差異小于10mmH2O(毫米水柱)，以 滿足在線進(jìn)行03標(biāo)準(zhǔn)傳遞操作的要求。
3、 在空氣采樣總管1底部的樣品分送管4接口之后，到導(dǎo)流風(fēng)扇2之前，應(yīng)留下足 夠長(zhǎng)的管道(一般為空氣采樣總管底部接口處的管徑的50倍以上)；以避免流體的濃度擴(kuò) 散作用影響到空氣采樣總管1底部的樣品分送管4接口處的標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度——雖然在輸送
標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，剩余的標(biāo)準(zhǔn)氣體是持續(xù)不斷地經(jīng)導(dǎo)流風(fēng)扇2的扇葉空隙排出到空氣中。
如圖5(a)所示，當(dāng)進(jìn)行空氣污染監(jiān)測(cè)時(shí)，電控球閥3受控完全打開(kāi)，導(dǎo)流風(fēng)扇2運(yùn)轉(zhuǎn)， 使被測(cè)空氣經(jīng)電控球閥3，從空氣采樣總管1的頂部入口向底部出口持續(xù)地流動(dòng)，被測(cè)空 氣樣品直接經(jīng)樣品分送管4被抽入污染物監(jiān)測(cè)儀器5。此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器7停 止輸出供污染物監(jiān)測(cè)儀器5性能檢査、校準(zhǔn)所需的標(biāo)準(zhǔn)氣體，標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管6中沒(méi)有氣 體流動(dòng)。
如圖5(b)所示，當(dāng)進(jìn)行污染物監(jiān)測(cè)儀器5性能檢査、校準(zhǔn)時(shí)，電控球閥3受控完全關(guān) 閉，導(dǎo)流風(fēng)扇2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器7輸出的供污染物監(jiān)測(cè)儀器5性能檢査、 校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管6，從空氣采樣總管1的頂部流入，充滿空氣采 樣總管1;污染物監(jiān)測(cè)儀器5仍然經(jīng)樣品分送管4從空氣采樣總管1抽入標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品； 剩余的標(biāo)準(zhǔn)氣體，經(jīng)空氣采樣總管1底部和導(dǎo)流風(fēng)扇2的扇葉空隙流出。
通過(guò)比較上述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品與被測(cè)空氣樣品的釆送流程可以得出，標(biāo)準(zhǔn)氣體與被測(cè)空 氣樣品都是從空氣采樣總管的頂部進(jìn)入，以相同的流路和方向流入污染物監(jiān)測(cè)儀器，實(shí)現(xiàn) 了本發(fā)明所述的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品與被測(cè)空氣樣品的"全等效"采集、輸送效果。
隨著實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化、精細(xì)化工、制藥等工程技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)以聚四氟乙烯、不 銹鋼等材料制成的各種流體流路輸送、調(diào)節(jié)器件和管道材料產(chǎn)品，已經(jīng)適用于集成裝配各 種用途的，無(wú)損輸送標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和空氣樣品的裝置。使我們能夠在本發(fā)明中，研究設(shè)計(jì) 出創(chuàng)新的，適合監(jiān)測(cè)儀器在線檢査、校準(zhǔn)的，全等效型空氣樣品采送裝置和方法。
權(quán)利要求
1.一種適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置，包括空氣采樣總管、污染物監(jiān)測(cè)儀器和標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器，其特征在于所述空氣采樣總管的頂部設(shè)有控制閥，底部與導(dǎo)流裝置連接；所述污染物監(jiān)測(cè)儀器通過(guò)樣品分送管與空氣采樣總管的底部連通；所述標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管與空氣采樣總管的頂部連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置，其特征在于， 所述控制閥為電控球閥，安裝于空氣采樣總管的頂部，用于控制空氣采樣總管的頂部 入口的開(kāi)啟或關(guān)閉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置，其特征在于，當(dāng)空氣采樣總管的管徑小于25mm時(shí)，所述電控球閥的通徑與空氣采樣總管的管徑相 同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)流裝置為導(dǎo)流風(fēng)扇，與空氣采樣總管的底部連接，用于將被測(cè)空氣抽入空氣采 樣總管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置，其特征在于， 所述空氣采樣總管底部的樣品分送管接口與導(dǎo)流風(fēng)扇之間留有一定長(zhǎng)度的管道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置，其特征在于， 所述樣品分送管的接口與導(dǎo)流風(fēng)扇之間的管道長(zhǎng)度為空氣釆樣總管底部接口處的管徑 的50倍以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置，其特征在于， 所述污染物監(jiān)測(cè)儀器自帶有動(dòng)力裝置，用于抽入適量的氣體樣品。
8. —種適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送方法，其特征在于，包括如下步驟(a) 關(guān)閉空氣采樣總管頂部的控制閥和底部的導(dǎo)流裝置；(b) 開(kāi)啟標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器，輸出供污染物監(jiān)測(cè)儀器性能檢查、校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣體；(c) 標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管從空氣采樣總管的頂部流入，充滿空氣釆樣總管；(d) 污染物監(jiān)測(cè)儀器經(jīng)樣品分送管從空氣采樣總管的底部抽入標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，進(jìn)行在線 檢查、校準(zhǔn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送方法，其特征在于， 所述空氣采樣總管中剩余的標(biāo)準(zhǔn)氣體經(jīng)空氣采樣總管底部和導(dǎo)流裝置的空隙排出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送方法，其特征在于， 所述標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器在進(jìn)行空氣污染物監(jiān)測(cè)時(shí)，停止輸出供污染物監(jiān)測(cè)儀器性 能檢査、校準(zhǔn)所需的標(biāo)準(zhǔn)氣體，且標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管中沒(méi)有氣體流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于空氣污染監(jiān)測(cè)儀器在線校準(zhǔn)的樣品采送裝置及方法，所述樣品采送裝置包括空氣采樣總管、污染物監(jiān)測(cè)儀器和標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器，空氣采樣總管的頂部設(shè)有控制閥，底部與導(dǎo)流裝置連接；污染物監(jiān)測(cè)儀器通過(guò)樣品分送管與空氣采樣總管的底部連通；標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管與空氣采樣總管的頂部連通。所述樣品采送方法使標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)配制儀器輸出的標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體分送管從空氣采樣總管的頂部流入，經(jīng)樣品分送管從空氣采樣總管的底部抽入污染物監(jiān)測(cè)儀器，進(jìn)行在線檢查、校準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)氣體與被測(cè)空氣樣品以相同的流路和方向流入污染物監(jiān)測(cè)儀器的“全等效”采集、輸送效果，以確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)滿足所指定的要求。
文檔編號(hào)G01N1/22GK101368884SQ20081019893
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者師建中, 秦子彬, 鸞 袁, 陳丹青 申請(qǐng)人:廣東省環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心站