專利名稱：煙氣綜合分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣體綜合檢測儀，尤其是涉及一種可以用檢測大氣或氣體污染源排放的各類廢氣中的顆粒物濃度和各種氣體組分濃度的氣體分析儀。該產(chǎn)品可用環(huán)境監(jiān)測、安全檢查、應(yīng)急檢測、氣體分析、生物、化工、科學(xué)實驗等諸多領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
潔凈大氣是人類賴于生存的必要條件之一，隨著工業(yè)及交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展， 大量的有害物質(zhì)被排放到空氣中，改變了空氣的正常組成，使空氣質(zhì)量變壞。當(dāng)我們生活在受到污染的空氣之中健康就會受到影響。大氣懸浮顆粒物(也稱氣溶膠)是評價大氣質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。隨著我國工業(yè)化和國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，大氣懸浮顆粒物對大氣環(huán)境的影響越來越大。傳統(tǒng)上采用重量法來測定大氣中總懸浮顆粒物濃度，用重量法測定大氣中總懸浮顆粒物的方法一般分為大流量(1. 1-1. 7m3/min)和中流量(0. 05-0. 15m3/min)采樣法.其原理基于抽取一定體積的空氣，使之通過已恒重濾膜，則懸浮微粒被阻留在濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采氣體積，即可計算總懸浮顆粒物的質(zhì)量濃度。而對于氣體中的氣態(tài)、蒸汽態(tài)及某些氣溶膠污染物質(zhì)的常用方法為溶液吸收法， 其原理為用抽氣裝置將預(yù)測氣體以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管(瓶)，使被測物質(zhì)的分子阻留在吸收液中，已達(dá)到濃縮的目的。然后通過不同的方法分析液體中被測物質(zhì)的濃度，通過換算即可得出被測物質(zhì)的濃度。這兩種方法都存在著需要手工操作、影響測量精度的因素較多且操作程序繁雜、 占用房間和設(shè)備較多、采樣時間較長、儀器維修量大、花費成本高等缺點?，F(xiàn)有的很多氣體分析裝置基本上以采樣器為主，能夠結(jié)合各種采樣法準(zhǔn)確性的特點，并能進行自動、連續(xù)檢測氣體各種組分的儀器非常少。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、靈活準(zhǔn)確、可用于氣體中各種顆粒物含量檢測的煙氣分析儀。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是一種煙氣綜合分析儀，其包括外殼、用于采集氣體的顆粒物切割器、用于控制采樣氣體流量的流量計、控制收集顆粒物氣體的采樣管，采樣管外還設(shè)有保溫層，在保溫層外設(shè)置采樣管加熱器，所述采樣管底部連接抽氣泵，頂部連接顆粒物切割器，在抽氣泵與采樣管之間設(shè)置流量計；在采樣管與流量計之間還設(shè)有檢測單元，檢測單元通過軟管連接流量計；所述檢測單元包括振蕩管保護層、 振蕩驅(qū)動和檢測電路、振蕩管、濾膜、吸附過濾單元；振蕩管底部與吸附過濾單元連接，軟管穿過振蕩管保護層連通吸附過濾單元；振蕩管頂部設(shè)置微磁鋼，微磁鋼與振蕩驅(qū)動檢測電路連接；濾膜設(shè)置在采樣管與振蕩管之間。上述的煙氣綜合分析儀，所述外殼底部設(shè)置橡膠墊。[0010]本實用新型的有益效果是儀器基于振蕩元件微質(zhì)量測量原理，因此靈敏度高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、體積小巧、使用靈活、適應(yīng)能力強、使用壽命長、可全自動實時測量，待測組分可以自由選擇、隨意搭配，維修方便。是一款可用于多領(lǐng)域的多功能氣體綜合分析儀。


以下結(jié)合附圖及其實施例對本實用新型進一步詳細(xì)說明。圖1是本實用新型的外形結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1中A-A的全剖視圖。
具體實施方式
如圖1、2所示，一種煙氣綜合分析儀，其包括外殼19，在外殼上設(shè)置便于移動的把手7，用于采集氣體的顆粒物切割器1，顆粒物切割器1底部依次安裝有沖擊孔板2和撞擊板3，用于控制采樣氣體流量的流量計15、控制收集顆粒物氣體的采樣管4，采樣管4外還有保溫層5，在保溫層5外設(shè)置采樣管加熱器6，所述采樣管4底部連接檢測單元20并通過檢測單元20連通抽氣泵18，采樣管4頂部連接顆粒物切割器1，在抽氣泵18與采樣管4之間設(shè)置有檢測及控制流量的流量計15。所述檢測單元20包括檢測單元外殼21、振蕩管保護層11、振蕩驅(qū)動和檢測電路9、振蕩管12、吸附過濾單元23。振蕩管保護層11外設(shè)有振動檢測單元保溫層14，在吸附過濾單元23中設(shè)置濾膜8，濾膜8位于采樣管4與振蕩管12 之間；振蕩管12通過軟管13連通抽氣泵18，根據(jù)檢測目的的不同，濾膜8會因待測樣品的不同改變自身的重量，從而導(dǎo)致整個振蕩管頂部的質(zhì)量發(fā)生改變，而引起振蕩管固有頻率的改變，通過檢測這種頻率的變化來測量被檢測物質(zhì)的含量。振蕩管12底部與振蕩管保護層11固定，頂部設(shè)置微磁鋼24，所述微磁鋼24與振蕩驅(qū)動檢測電路9連接。在外殼19上設(shè)有與吸附過濾單元23連接的顯示和控制系統(tǒng)10。在外殼19底部設(shè)置橡膠墊17，外殼側(cè)面設(shè)置電源16。儀器采用振蕩天平法，測量原理是基于振蕩元件微質(zhì)量測量原理。該儀器的核心為一個彈性的中空振蕩管，它的底端固定，頂端端裝有選擇吸附或過濾單元，該單元不受任何約束，可以自由擺動，振蕩管頂端在驅(qū)動單元的驅(qū)動下以固有頻率精確振動，當(dāng)不同的氣體組分或顆粒物流過吸附過濾單元時，該單元質(zhì)量將發(fā)生改變，從而導(dǎo)致振動頻率固有頻率的改變，由于氣體流過振蕩管的流速是固定的，因此通過一定時間內(nèi)頻率的變化即可測出被測物質(zhì)的變化。本機的具體實現(xiàn)辦法是，將彈性的中空振蕩管底部固定在振蕩檢測單元外殼上， 而該外殼的上端固定有驅(qū)動電路板，該電路板包括電磁鐵和磁信號檢測器，而振蕩管頂部則沾有兩個微磁鋼，我們通過驅(qū)動電路改變通過電磁鐵的電流的大小和方向，在振蕩管頂部建立一個變化的磁場，迫使該磁場中的磁鋼移動，從而帶動振蕩管頂部一起在磁場方向移動，同時磁信號檢測器將小磁鋼位移而引起的磁場變換轉(zhuǎn)化為電信號，反饋到驅(qū)動電路， 驅(qū)動電路再根據(jù)反饋信號調(diào)整電磁鐵驅(qū)動電路的大小和方向，最終使振蕩管頂部在振蕩檢測單元內(nèi)以它的固有頻率穩(wěn)定的振動，而我們中空振蕩管的頂部插有帶有濾膜或吸附劑的吸附過濾單元，根據(jù)檢測目的的不同，吸附過濾單元會根據(jù)待測物質(zhì)的不同改變自身的重量，從而導(dǎo)致整個振蕩管頂部的質(zhì)量發(fā)生改變，而引起振蕩管固有頻率的改變，我們再通過檢測這種頻率的變化來測量被檢測物質(zhì)的含量。微質(zhì)量振蕩天平通過配以不同的切割器和過濾膜，可以用于測量TSP、PM10、PM5 和PM2. 5，能夠用于實時連續(xù)檢測氣體中顆粒物的濃度，而通過使用經(jīng)過標(biāo)定的特定吸附能力的吸附單元，就可以測量氣體中特定組分的的物質(zhì)濃度，其測量精度和實時性是傳統(tǒng)方法無法比擬的。儀器可以幾秒鐘測量一次振動頻率，同時可以輸出分鐘均值，小時均值日均
值等。 其工作流程如下在恒定流量抽氣單元的作用下，帶有懸浮顆粒物的氣體以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的速度被吸入到切割器1，氣體流經(jīng)沖擊孔板2的開孔，氣體在開孔前后壓差的作用下加速，經(jīng)過加速的氣體沖向撞擊板3，較重的懸浮顆粒物因為慣性較大無法在有限的空間內(nèi)隨氣流方向的改變而改變運動方向，因而會在撞擊板3上停留下來，剩余的待測氣體進入氣體預(yù)處理組件a中被加熱到恒溫的采樣管4，氣體在移動過程中被加熱到設(shè)定的恒定溫度值，之后進入到檢測單元c，因為氣體只有通過振蕩管12才能流入之后的管路，所以就是迫使氣體流經(jīng)濾膜8過濾后進入由振蕩控制電路驅(qū)動的正在固有頻率下振蕩的振蕩管12， 同時由于采樣管4的出口的直徑明顯小于濾膜8的直徑，待測懸浮顆粒物在慣性力和流體內(nèi)摩擦力的雙重作用下向濾膜8移動，并最終被截留在濾膜8之上，同時濾膜8的質(zhì)量也會因此增加，振蕩體的固有頻率會相應(yīng)改變，顯示和控制電路部分將該頻率微小的變化換算為被測懸浮顆粒物的濃度值，并存儲和顯示。經(jīng)過過濾后的氣體根據(jù)需要可以通過軟管13 再串聯(lián)或并聯(lián)其它功能的檢測單元c就可以測量其它的氣體成分，該氣體檢測單元c的濾膜8內(nèi)固定有特定的吸附劑，被測氣體組分會不停的在該吸附劑上吸附或脫附，而被測氣體吸附在吸附劑上的總質(zhì)量跟該氣體的濃度存在著線性關(guān)系，該濃度關(guān)系也會反映在該振蕩體的振動頻率上，通過計算它的頻率值即可計算出當(dāng)前該氣體組分的濃度是多少。而恒定流量抽氣單元由流量計15和抽氣泵18和相應(yīng)的控制和檢測電路組成，它為整個氣路系統(tǒng)提供動力，維持測量氣體在恒定的設(shè)定流量值之上。本氣體綜合檢測儀使用靈活，如需測量特定直徑以下的顆粒物濃度，只需要將沖擊孔板換成相應(yīng)的規(guī)格，緊接著氣體預(yù)處理組件之后的檢測單元選擇顆粒物檢測單元即可完成對特定直徑以下的的顆粒物濃度的測量。如還需測量特定氣體組分，讓上一單元排出的測量氣體再進入相應(yīng)的氣體組分檢測單元即可，檢測單元濾膜8選用相應(yīng)的氣體吸附劑膜片即可；如果不測量顆粒物濃度僅測特定氣體組分，沖擊孔板2可以用濾膜取代同時去掉顆粒物檢測單元即可。當(dāng)然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種煙氣綜合分析儀，其包括外殼、顆粒物切割器、采樣管、流量計、抽氣泵，采樣管頂部連接顆粒物切割器，流量計連接抽氣泵位于抽氣泵與采樣管之間；其特征在于在采樣管與流量計之間還設(shè)有檢測單元，檢測單元通過軟管連接流量計；所述檢測單元包括振蕩管保護層、振蕩驅(qū)動和檢測電路、振蕩管、濾膜、吸附過濾單元；振蕩管底部與吸附過濾單元連接，軟管穿過振蕩管保護層連通吸附過濾單元；振蕩管頂部設(shè)置微磁鋼，微磁鋼與振蕩驅(qū)動檢測電路連接；濾膜設(shè)置在采樣管與振蕩管之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣綜合分析儀，其特征在于振蕩管保護層外設(shè)有振動檢測單元保溫層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣綜合分析儀，其特征在于所述外殼底部設(shè)置橡膠墊。
專利摘要本實用新型公開了一種煙氣綜合分析儀，其包括外殼、顆粒物切割器、采樣管、流量計、抽氣泵，采樣管頂部連接顆粒物切割器，流量計連接抽氣泵位于抽氣泵與采樣管之間；其特征在于在采樣管與流量計之間還設(shè)有檢測單元，檢測單元通過軟管連接流量計；所述檢測單元包括振蕩管保護層、振蕩驅(qū)動和檢測電路、振蕩管、濾膜、吸附過濾單元；振蕩管底部與吸附過濾單元連接，軟管穿過振蕩管保護層連通吸附過濾單元；振蕩管頂部設(shè)置微磁鋼，微磁鋼與振蕩驅(qū)動檢測電路連接；濾膜設(shè)置在采樣管與振蕩管之間。該儀器靈敏度高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、使用靈活、適應(yīng)能力強、可全自動實時測量大范圍待測組分，維修方便。
文檔編號G01N15/06GK202075193SQ20112002595
公開日2011年12月14日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者李 杰, 鐘亞慧 申請人:青島中特環(huán)保儀器有限公司