一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法，包括：采集待測(cè)樣氣的采樣模塊；與所述采樣模塊相連的FTIR檢測(cè)模塊，用于將紅外光轉(zhuǎn)換成干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào)；與所述采樣模塊和FTIR檢測(cè)模塊相連的控制計(jì)算模塊，用于將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量；與所述控制計(jì)算模塊相連的輸出模塊，用于實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明利用不同的模型同時(shí)計(jì)算不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，從而大大提高了檢測(cè)速度，且僅采用一種探測(cè)器就可進(jìn)行多組分揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，易于大范圍推廣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]VOCs (Volatile Organic Compounds,揮發(fā)性有機(jī)物)是指沸點(diǎn)范圍在500C _260°C、室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)133.322Pa的易揮發(fā)性化合物。VOCs是光化學(xué)煙霧的決定性前體物，也是PM2.5的主要前體物，因此，防控治理VOCs是提高空氣質(zhì)量的重要途徑
之一 O
[0003]目前的VOCs監(jiān)測(cè)設(shè)備，無(wú)論是水中的還是氣體中的，都是采用色譜技術(shù)或者色質(zhì)聯(lián)用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是，其響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，尤其是當(dāng)VOCs組分含量較多時(shí)，不僅響應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，而且可能需要多種檢測(cè)器和色譜柱才可以將所有組分檢測(cè)出來(lái)，因此，該方法并不適用于需要快速地、實(shí)時(shí)地檢測(cè)廢氣中不同組分的VOCs含量的固定污染源廢氣監(jiān)測(cè)，從而不能及時(shí)地對(duì)廢氣進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)大氣污染的防控治理。
[0004]另外，固定污染源廢氣監(jiān)測(cè)要求設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，而基于色譜技術(shù)的VOCs監(jiān)測(cè)設(shè)備需要定時(shí)更換色譜柱來(lái)滿足這一要求，從而增加了設(shè)備以及人工維護(hù)的成本，這也不利于固定污染源廢氣VOCs監(jiān)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)測(cè)設(shè)備由于檢測(cè)速度慢，而不能快速地、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)固定污染源的廢氣排放，以及設(shè)備成本高的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括:
[0008]采集待測(cè)樣氣的采樣模塊；
[0009]與所述采樣模塊相連的FTIR檢測(cè)模塊，所述FTIR檢測(cè)模塊用于將紅外光轉(zhuǎn)換成干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào)；
[0010]與所述采樣模塊和FTIR檢測(cè)模塊相連的控制計(jì)算模塊，用于控制所述采樣模塊和FTIR檢測(cè)模塊，并在獲得所述干涉圖樣信號(hào)后，將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量；
[0011]與所述控制計(jì)算模塊相連的輸出模塊，用于實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果。
[0012]優(yōu)選的，所述采樣模塊包括采樣探頭、與所述采樣探頭相連的過(guò)濾器和溫控器、以及與所述過(guò)濾器相連的加熱器。
[0013]優(yōu)選的，所述采樣模塊還包括采樣管線，用于將采集到的待測(cè)樣氣傳輸?shù)剿鯢TIR檢測(cè)模塊的樣氣室。
[0014]優(yōu)選的，所述FTIR檢測(cè)模塊包括依次相連的光源、干涉系統(tǒng)、樣氣室和探測(cè)器。[0015]優(yōu)選的，所述干涉系統(tǒng)為邁克爾遜干涉系統(tǒng)，由分束器、動(dòng)鏡、與所述動(dòng)鏡相連的掃描部件、定鏡和反射鏡組成。
[0016]優(yōu)選的，所述探測(cè)器為DLATGS探測(cè)器，且所述探測(cè)器依次與濾波電路、放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路相連。
[0017]優(yōu)選的，所述輸出模塊為顯示屏或遠(yuǎn)程通訊端。
[0018]優(yōu)選的，所述設(shè)備還包括:
[0019]與所述采樣模塊、FTIR檢測(cè)模塊、控制計(jì)算模塊和輸出模塊相連的電源模塊。
[0020]一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法，適用于上述的設(shè)備，包括:
[0021]采集待測(cè)樣氣；
[0022]將紅外光轉(zhuǎn)換為干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào);
[0023]根據(jù)所述干涉圖樣信號(hào)以及預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量。
[0024]優(yōu)選的，還包括:
[0025]存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]本發(fā)明所提供的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法，采集待測(cè)樣氣后，通過(guò)FTIR檢測(cè)模塊將紅外光轉(zhuǎn)換成干涉光并照射待測(cè)樣氣，由于待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物能夠吸收不同頻率的紅外光，因此，可以根據(jù)干涉光強(qiáng)度的變化形成對(duì)應(yīng)不同組分揮發(fā)性有機(jī)物的干涉圖樣信號(hào)，然后根據(jù)所述干涉圖樣信號(hào)以及對(duì)應(yīng)的模型，計(jì)算出不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量。
[0028]本發(fā)明提供的監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法，能夠利用不同的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，既不需要通過(guò)色譜柱分離待測(cè)樣氣，又能同時(shí)計(jì)算不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，其響應(yīng)時(shí)間僅取決了光譜的掃描時(shí)間，因此大大提高了檢測(cè)速度，并且，本發(fā)明僅采用一種探測(cè)器就可進(jìn)行多組分揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，易于大范圍推廣使用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]為了更清楚地說(shuō)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(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)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。
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的干涉模塊原理圖；
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的樣氣室結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0035]正如【背景技術(shù)】所述，基于色譜技術(shù)的監(jiān)測(cè)設(shè)備由于自身的限制，在快速實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)固定污染源(如石油化工等行業(yè))排放的廢氣方面具有一定的局限性，無(wú)法及時(shí)的測(cè)量廢氣成分，進(jìn)而對(duì)廢氣進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)大氣污染的防控治理。
[0036]基于此，本發(fā)明提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，包括:
[0037]采集待測(cè)樣氣的采樣模塊；與所述采樣模塊相連的FTIR (Fourier TransformInfrared Spectroscopy,傅里葉變換紅外光譜技術(shù))檢測(cè)模塊，所述FTIR檢測(cè)模塊用于將紅外光轉(zhuǎn)換成干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào)；與所述采樣模塊和FTIR檢測(cè)模塊相連的控制計(jì)算模塊，用于控制所述采樣模塊和FTIR檢測(cè)模塊，并在獲得所述干涉圖樣信號(hào)后，將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量；與所述控制計(jì)算模塊相連的輸出模塊，用于實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果。
[0038]本發(fā)明還提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0039]采集待測(cè)樣氣；將紅外光轉(zhuǎn)換為干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào)；將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，并根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量。
[0040]本發(fā)明所提供的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法，采集待測(cè)樣氣后，通過(guò)FTIR檢測(cè)模塊將紅外光轉(zhuǎn)換成干涉光并照射待測(cè)樣氣，由于待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物能夠吸收不同頻率的紅外光，因此，可以根據(jù)干涉光強(qiáng)度的變化形成對(duì)應(yīng)不同組分揮發(fā)性有機(jī)物的干涉圖樣信號(hào)，然后根據(jù)所述干涉圖樣信號(hào)以及對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量。
[0041]本發(fā)明提供的監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法，能夠利用不同的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，既不需要通過(guò)色譜柱分離待測(cè)樣氣，又能同時(shí)計(jì)算不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，從而大大提高了檢測(cè)速度，并且，本發(fā)明僅采用一種探測(cè)器就可進(jìn)行多組分揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，易于大范圍推廣使用。
[0042]以上是本發(fā)明的核心思想，為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0043]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0044]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0045]下面通過(guò)幾個(gè)實(shí)施例詳細(xì)描述。
[0046]實(shí)施例一
[0047]本實(shí)施例提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括:采集待測(cè)樣氣的采樣模塊1、與所述采樣模塊I相連的FTIR檢測(cè)模塊2、與所述采樣模塊I和FTIR檢測(cè)模塊2相連的控制計(jì)算模塊3、與所述控制計(jì)算模塊3相連的輸出模塊4和與模塊I?4均相連電源模塊5。[0048]其中，F(xiàn)TIR檢測(cè)模塊2能夠?qū)⒓t外光轉(zhuǎn)換成干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào)；控制計(jì)算模塊3用于控制所述采樣模塊I和FTIR檢測(cè)模塊2，并在獲得FTIR檢測(cè)模塊2輸出的干涉圖樣信號(hào)后，將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量；輸出模塊4通過(guò)顯示屏或遠(yuǎn)程通訊實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果；電源模塊5用于向采樣模塊
1、FTIR檢測(cè)模塊2、控制計(jì)算模塊3和輸出模塊4提供電源。
[0049]采樣模塊1，如圖2所示，包括采樣探頭10、與所述采樣探頭10相連的過(guò)濾器11和溫控器12、以及與所述過(guò)濾器11相連的加熱器13。其中，采樣探頭10設(shè)置在煙道或廢氣排放口，用于采集排放出的廢氣作為待測(cè)樣氣，優(yōu)選的，采樣探頭10為微型采樣泵。所述采樣模塊還包括采樣管線，用于將采集到的待測(cè)樣氣傳輸?shù)剿鯢TIR檢測(cè)模塊的樣氣室。
[0050]由于不同的工業(yè)廢氣組分不同，排放方式和排放的氣體溫度等都不同，因此，本實(shí)施例中將采樣探頭10與過(guò)濾器11相連，以過(guò)濾待測(cè)樣氣中的粉塵和水分，且過(guò)濾器11還連接有加熱器13，用于加熱過(guò)濾器11中的待測(cè)樣氣，以減少水分冷凝，避免由于揮發(fā)性有機(jī)物溶于水而造成的待測(cè)樣氣組分的丟失。其中，過(guò)濾器11采用的是Nafion管，既能夠?qū)崿F(xiàn)高溫下氣態(tài)除水，又簡(jiǎn)化了采樣模塊I的結(jié)構(gòu)，便于更換。同樣為了減少水凝，本實(shí)施例中還將采樣探頭10與溫控器12相連，以控制采樣探頭10的溫度，其中，溫控器12采用的是 PID (Proportion-1ntegral-Derivative,比例-積分-微分)控制器。
[0051]FTIR檢測(cè)模塊2，如圖2所示，包括依次相連的光源20、干涉系統(tǒng)21、樣氣室22和探測(cè)器23。光源20發(fā)出的紅外光經(jīng)過(guò)干涉系統(tǒng)21調(diào)制后轉(zhuǎn)換成時(shí)間調(diào)制的干涉光，該干涉光進(jìn)入充滿待測(cè)樣氣的樣氣室22后，照射在待測(cè)樣氣上，被待測(cè)樣氣中的揮發(fā)性有機(jī)物吸收后，所述干涉光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，探測(cè)器23檢測(cè)到強(qiáng)度發(fā)生變化的干涉光后，經(jīng)過(guò)濾波電路、放電電路和A/D轉(zhuǎn)換電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換形成干涉圖樣信號(hào)，并輸出至控制計(jì)算模塊3。
[0052]其中，光源20主要為光譜的測(cè)量提供光照，其采用的是碳化硅紅外光源，能夠發(fā)出^Ocn^-SSOcnr1的光，且體積小，光強(qiáng)穩(wěn)定時(shí)間快。干涉系統(tǒng)21為邁克爾遜干涉系統(tǒng)，如圖3所示，主要包括分束器210、動(dòng)鏡211、定鏡212、與動(dòng)鏡211相連的掃描部件213和反射鏡214。光源20發(fā)出的紅外光通過(guò)分束器210后，分成兩束同相位的光，然后分別到達(dá)動(dòng)鏡211和定鏡212，由于動(dòng)鏡211在掃描部件213的帶動(dòng)下做直線運(yùn)動(dòng)，因此，分別經(jīng)過(guò)動(dòng)鏡211和定鏡212反射后到達(dá)分束器210的光之間具有光程差，即使得到達(dá)分束器210的光為干涉光，該干涉光經(jīng)過(guò)反射鏡214反射后，進(jìn)入樣氣室22。
[0053]本實(shí)施例中，邁克爾遜干涉系統(tǒng)還包括激光器，用于為干涉光的采樣提供基準(zhǔn)信號(hào)，優(yōu)選采用氦-氖激光器。使波長(zhǎng)為632.Snm的光在如圖3所示的光路上產(chǎn)生激光干涉條紋，然后根據(jù)該激光干涉條紋的過(guò)零點(diǎn)，確定干涉光的采樣點(diǎn)。
[0054] 樣氣室22的結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示，包括設(shè)置在樣氣室22兩端的三面凹面鏡M1、M2和M3，干涉光在樣氣室22內(nèi)經(jīng)過(guò)多次反射后射出，探測(cè)器23采集到射出的干涉光后，將干涉光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)后續(xù)的濾波電路、放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路后，轉(zhuǎn)換為干涉圖樣信號(hào)，并傳輸給控制計(jì)算模塊3，所述干涉圖樣信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。由于待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物能夠吸收不同頻率的紅外光，因此，可以根據(jù)經(jīng)過(guò)樣氣室22后干涉光強(qiáng)度的變化形成的干涉圖樣信號(hào)，以及對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量。優(yōu)選的，探測(cè)器 23 米用的是 DLATGS (Deuterated L-Alanine Triglycine Sulfate,氣化L-丙氨酸硫酸三苷肽)探測(cè)器。
[0055]本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置多個(gè)凹面鏡增加反射的次數(shù)，來(lái)增加干涉光的光程長(zhǎng)度，使干涉光被樣氣室22內(nèi)的待測(cè)樣氣充分吸收，來(lái)提高待測(cè)樣氣組分的檢測(cè)精度和靈敏度，并且，為了減少干涉光在反射面上的能量損失，反射鏡采用鍍金表面。其次，樣氣室22還具有溫控器，用于將樣氣室22的溫度控制在恒溫180度，以保證待測(cè)樣氣不冷凝、紅外光譜測(cè)量環(huán)境的穩(wěn)定性以及無(wú)待測(cè)組分的損失。
[0056]根據(jù)氣體狀態(tài)方程可知，氣體待測(cè)樣氣的組分含量還與溫度、壓力和體積有關(guān)，因此，本實(shí)施例中在樣氣室22內(nèi)還設(shè)置了溫度傳感器和壓力傳感器，并將溫度和壓力參數(shù)傳給控制計(jì)算模塊3。此外，樣氣室22的一端與廢氣處理裝置6相連，以避免檢測(cè)后的氣體樣氣污染大氣。
[0057]控制計(jì)算模塊3將干涉圖樣信號(hào)經(jīng)過(guò)傅里葉逆變換，轉(zhuǎn)換成為不同頻率的光強(qiáng)及光譜，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算測(cè)量的紅外光譜圖，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，然后根據(jù)需要將計(jì)算結(jié)果傳輸至與控制計(jì)算模塊3相連的輸出模塊4，即傳輸?shù)斤@示屏或遠(yuǎn)程通訊端，以便監(jiān)測(cè)人員查看檢測(cè)結(jié)果。
[0058]其中，預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型可以采用傳統(tǒng)的曲線標(biāo)定方法，也可以采用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法進(jìn)行擬合，具體采用哪種方法可以由待測(cè)的樣氣的組分和特性來(lái)確定。并且，本實(shí)施例中只需建立新的組分的模型，即可測(cè)量待測(cè)樣氣中這一組分的含量，從而不需要設(shè)置多個(gè)探測(cè)器，就可以同時(shí)測(cè)量多種組分的揮發(fā)性有機(jī)物，且設(shè)備的可擴(kuò)展性強(qiáng)，使用范圍較寬泛。
[0059]本實(shí)施例中，由于控制計(jì)算模塊3與采樣模塊1、FTIR檢測(cè)模塊2和輸出模塊4均相連，用于控制采樣模塊I進(jìn)行待測(cè)樣氣的采集，控制FTIR檢測(cè)模塊2將紅外光轉(zhuǎn)換成干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào)，且其在獲得FTIR檢測(cè)模塊2輸出的所述干涉圖樣信號(hào)后，將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，然后控制與其相連的輸出模塊4實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果，由此可知，所述控制計(jì)算模塊3可以控制整個(gè)檢測(cè)過(guò)程，并進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算存儲(chǔ)。
[0060]本實(shí)施例提供的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠利用預(yù)設(shè)的不同模型同時(shí)計(jì)算出不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，樣氣從而大大提高了檢測(cè)速度，本發(fā)明僅采用一種探測(cè)器就可進(jìn)行多組分揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，易于大范圍推廣使用。
[0061]實(shí)施例二
[0062]本實(shí)施例提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法，適用于實(shí)施例一提供的監(jiān)測(cè)設(shè)備，其流程圖如圖4所示,包括:
[0063]S501:采集待測(cè)樣氣；
[0064]監(jiān)測(cè)設(shè)備開(kāi)機(jī)后，采樣探頭開(kāi)始工作，先抽空氣吹掃設(shè)備內(nèi)部，消除設(shè)備中的水汽等干擾，同時(shí)對(duì)樣氣室和采樣探頭進(jìn)行加熱，等到溫度達(dá)到設(shè)定溫度值時(shí)，測(cè)量準(zhǔn)備工作就緒，開(kāi)始采集待測(cè)樣氣。
[0065]S502:將紅外光轉(zhuǎn)換為干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖
樣信號(hào);
[0066]光源發(fā)出的紅外光經(jīng)過(guò)干涉系統(tǒng)調(diào)制后轉(zhuǎn)換成干涉光，該干涉光進(jìn)入充滿待測(cè)樣氣的樣氣室，經(jīng)過(guò)待測(cè)樣氣后，被待測(cè)樣氣中的揮發(fā)性有機(jī)物吸收，干涉光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，探測(cè)器檢測(cè)到強(qiáng)度發(fā)生變化的干涉光后，經(jīng)過(guò)濾波電路、放電電路和A/D轉(zhuǎn)換電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換形成干涉圖樣信號(hào)。
[0067]S503:將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，并根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量；
[0068]控制計(jì)算模塊將干涉圖樣信號(hào)經(jīng)過(guò)傅里葉逆變換，轉(zhuǎn)換成為不同頻率的光強(qiáng)形成紅外光譜，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，然后根據(jù)需要將計(jì)算結(jié)果傳輸至與控制計(jì)算模塊相連的輸出模塊，即傳輸?shù)狡聊惠敵瞿K和遠(yuǎn)程通訊模塊，以便監(jiān)測(cè)人員查看檢測(cè)結(jié)果。
[0069]計(jì)算出檢測(cè)結(jié)果后，還包括步驟:
[0070]S504:存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果。
[0071]計(jì)算出檢測(cè)結(jié)果后，將檢測(cè)結(jié)果輸送到顯示裝置，并保存數(shù)據(jù)，以便于后續(xù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理。
[0072]本實(shí)施例提供的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法，能夠利用預(yù)設(shè)的不同模型同時(shí)計(jì)算出不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，從而大大提高了檢測(cè)速度，本發(fā)明僅采用一種探測(cè)器就可進(jìn)行多組分揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，易于大范圍推廣使用。
[0073]本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。
[0074]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括: 采集待測(cè)樣氣的采樣模塊； 與所述采樣模塊相連的FTIR檢測(cè)模塊，所述FTIR檢測(cè)模塊用于將紅外光轉(zhuǎn)換成干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào)； 與所述采樣模塊和FTIR檢測(cè)模塊相連的控制計(jì)算模塊，用于控制所述采樣模塊和FTIR檢測(cè)模塊，并在獲得所述干涉圖樣信號(hào)后，將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量； 與所述控制計(jì)算模塊相連的輸出模塊，用于實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述采樣模塊包括采樣探頭、與所述采樣探頭相連的過(guò)濾器和溫控器、以及與所述過(guò)濾器相連的加熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述采樣模塊還包括采樣管線，用于將采集到的待測(cè)樣氣傳輸?shù)剿鯢TIR檢測(cè)模塊的樣氣室。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述FTIR檢測(cè)模塊包括依次相連的光源、干涉系統(tǒng)、樣氣室和探測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述干涉系統(tǒng)為邁克爾遜干涉系統(tǒng)，由分束器、動(dòng)鏡、與所述動(dòng)鏡相連的掃描部件、定鏡和反射鏡組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述探測(cè)器為DLATGS探測(cè)器，且所述探測(cè)器依次與濾波電路、放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述輸出模塊為顯示屏或遠(yuǎn)程通訊端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括: 與所述采樣模塊、FTIR檢測(cè)模塊、控制計(jì)算模塊和輸出模塊相連的電源模塊。
9.一種揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法，適用于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，包括: 采集待測(cè)樣氣； 將紅外光轉(zhuǎn)換為干涉光，并利用所述干涉光照射所述待測(cè)樣氣形成干涉圖樣信號(hào)； 將所述干涉圖樣信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，并根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出待測(cè)樣氣中不同組分的揮發(fā)性有機(jī)物的含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括: 存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)輸出所述待測(cè)樣氣的檢測(cè)結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G01N21/3504GK103852439SQ201410122801
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】張倩暄, 敖小強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京雪迪龍科技股份有限公司