本發(fā)明涉及在線監(jiān)測系統(tǒng)技術領域，特別涉及到一種高效的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)種類越來越多，而在眾多企業(yè)中，有些企業(yè)的排放物會嚴重的污染環(huán)境，例如煉油企業(yè)、制藥企業(yè)、噴涂企業(yè)、化工企業(yè)、汽車企業(yè)、半導體企業(yè)、制革企業(yè)、鑄造企業(yè)以及油品的存儲、運輸和加油站等各個領域，排放的廢氣中含有大量的苯系物或非甲烷總烴或其他特征的揮發(fā)性有機物，企業(yè)人員為了能夠降低廢氣中的揮發(fā)性有機物的含量，在排放廢氣的煙道內安裝了廢氣處理裝置，廢氣處理裝置的設置雖然降低了廢氣中揮發(fā)性有機物的含量，但是難以清楚的了解揮發(fā)性有機物在廢氣中的實際含量值，企業(yè)人員在廢氣處理裝置的出氣口處設置了用于監(jiān)測廢氣中含有揮發(fā)性有機物的含量的在線監(jiān)測系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術的揮發(fā)性有機物在線檢測系統(tǒng)存在以下幾點不足：1.揮發(fā)性有機物在線檢測系統(tǒng)的采樣探頭系統(tǒng)通過探頭進行采集，由于探頭的溫度較低，在采集樣氣過程中，難免會有液態(tài)水形成，進而還需要設置除水環(huán)節(jié)，而揮發(fā)性有機物在除水環(huán)節(jié)中極易損失，嚴重影響了測量的準確度；2.采樣探頭系統(tǒng)的探頭以及過濾器在采樣過程中極易堵塞，嚴重影響了采樣探頭系統(tǒng)的采樣工作，給采樣探頭的采樣工作帶來了較大的不便；3.現(xiàn)有技術用于揮發(fā)性有機物在線檢測系統(tǒng)的反吹系統(tǒng)吹設在探頭內部以及過濾器外側的空氣絕大部分為冷空氣，極易產(chǎn)生冷凝水，嚴重影響了測量的準確度；4.現(xiàn)有技術用于揮發(fā)性有機物在線檢測系統(tǒng)的預處理系統(tǒng)整體結構復雜，整個預處理周期較長，不但影響了測量的準確度，并且還降低了測量效率，給整個在線檢測系統(tǒng)的檢測工作帶來了較大的不便。

然而針對現(xiàn)有技術的不足，研發(fā)者有必要研制一種設計合理、結構緊湊、不但能夠準確的測量出廢氣中含有揮發(fā)性有機物的含量值，并且還能夠有效的吹除附著在探頭內部以及過濾器外側的灰塵，并且還能夠避免產(chǎn)生冷凝水，有效的提高了測量的準確度，同時整個處理周期較短，提高了測量的準確度和測量效率的高效的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明目的提供了一種設計合理、結構緊湊、不但能夠準確的測量出廢氣中含有揮發(fā)性有機物的含量值，并且還能夠有效的吹除附著在探頭內部以及過濾器外側的灰塵，并且還能夠避免產(chǎn)生冷凝水，有效的提高了測量的準確度，同時整個處理周期較短，提高了測量的準確度和測量效率的高效的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)。

為解決以上技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案來實現(xiàn)的：

一種高效的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括采樣探頭系統(tǒng)、反吹系統(tǒng)、預處理系統(tǒng)、在線色譜儀、PLC控制系統(tǒng)、氫氣發(fā)生器、空氣發(fā)生器、高純氮氣發(fā)生器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集儀；

所述采樣探頭系統(tǒng)的進氣口與廢氣處理裝置的出氣口相連通，所述采樣探頭系統(tǒng)的出氣口通過伴熱管分別與預處理系統(tǒng)和在線色譜儀的進氣口相連通；

所述反吹系統(tǒng)與采樣探頭系統(tǒng)相連通，用于吹掃粘附在采樣探頭系統(tǒng)的探頭內部以及過濾器外側的灰塵；

所述氫氣發(fā)生器、空氣發(fā)生器以及高純氮氣發(fā)生器的出氣口分別與在線色譜儀相連通，用于為在線色譜儀提供氫氣、空氣以及氮氣；

所述在線色譜儀與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通訊連接，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)采集儀和PLC控制系統(tǒng)通訊連接，所述PLC控制系統(tǒng)分別與采樣探頭系統(tǒng)、反吹系統(tǒng)、預處理系統(tǒng)、氫氣發(fā)生器、空氣發(fā)生器、高純氮氣發(fā)生器和DCS通訊連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述采樣探頭系統(tǒng)包括探頭殼體，在所述探頭殼體上分別設有采樣接頭、全程標定接頭和反吹接頭，在所述探頭殼體內部設有探頭座，在所述探頭座上設有過濾器，在廢氣處理裝置的出氣口處設有用于采集樣氣的探頭，所述探頭的出氣口與過濾器的進氣口相連通，所述過濾器的出氣口分別與采樣接頭和全程標定接頭相連通，在所述探頭座上設有探頭加熱塊，所述探頭加熱塊分布在過濾器四周，在所述探頭加熱塊上且位于過濾器的位置開設有反吹口，所述反吹口與反吹接頭相連通，在所述探頭座上還設有用于控制探頭加熱塊溫度的溫控器，所述控制器與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在過濾器的出氣口與采樣接頭連接的管道上設有采樣閥，所述采樣閥與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述反吹系統(tǒng)包括反吹箱，在所述反吹箱內設有儲氣罐，在所述儲氣罐的上部分別設有進氣口和出氣口，所述儲氣罐的進氣口與能夠產(chǎn)生無油、無塵的潔凈空氣的空氣發(fā)生器相連通，所述儲氣罐的出氣口與采樣探頭系統(tǒng)的反吹接頭相連通，在所述儲氣罐的外周面上包覆有加熱袋，所述加熱袋與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述儲氣罐的進氣口通過進氣管道與能夠產(chǎn)生無油、無塵的潔凈空氣的空氣發(fā)生器相連通，在所述進氣管道上依次設有止回閥、減壓閥和壓縮空氣閥，所述止回閥分布在靠近儲氣罐的進氣口的一端處。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述儲氣罐的出氣口通過出氣管道與采樣探頭系統(tǒng)的反吹接頭相連通，在所述出氣管道上設有反吹電磁閥，所述反吹電磁閥與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述儲氣罐的下部設有排水口，在所述排水口上設有排水閥。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述預處理系統(tǒng)包括設置在分析柜內部用于對樣氣進行預處理的樣氣預處理系統(tǒng)和用于對標氣進行預處理的標氣預處理系統(tǒng)；

所述樣氣預處理系統(tǒng)包括降溫螺旋管、排水瓶、采樣泵、預抽電磁閥和采樣流量計，所述降溫螺旋管的進氣口通過伴熱管與采樣探頭系統(tǒng)的采樣接頭相連通，在連通降溫螺旋管的進氣口與采樣探頭系統(tǒng)的采樣接頭的伴熱管上設有采樣手動閥，所述降溫螺旋管的出氣口與排水瓶的進氣口相連通，所述排水瓶的出氣口與采樣泵的進氣口相連通，所述采樣泵的出氣口分別與預抽電磁閥和采樣流量計相連通，所述采樣泵、預抽電磁閥和采樣流量計均與PLC控制系統(tǒng)通訊連接；

所述標氣預處理系統(tǒng)包括近標調節(jié)閥、全標調節(jié)閥和全標流量計，所述近標調節(jié)閥與全標調節(jié)閥的進氣口分別與標氣罐相連通，所述近標調節(jié)閥的出氣口通過伴熱管與采樣探頭系統(tǒng)的采樣接頭相連通，所述全標調節(jié)閥的出氣口與全標流量計的進氣口相連通，所述全標流量計的出氣口與采樣探頭系統(tǒng)的全程標定接頭相連通，所述近標調節(jié)閥、全標調節(jié)閥和全標流量計均與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述降溫螺旋管上設有降溫風扇，所述降溫風扇與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述排水瓶的下端開設有出液口，在所述出液口上設有蠕動泵，所述蠕動泵與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下幾點優(yōu)點：

1.在探頭座上設有探頭加熱塊，探頭在采集樣氣過程中，探頭加熱塊將其加熱到120℃，避免液態(tài)水的形成，能夠準確的測量出廢氣中含有揮發(fā)性有機物的含量值，該系統(tǒng)與樣氣接觸的部分均采用不銹鋼材料加工而成，在高溫調節(jié)下抗腐蝕性能較強；

2.儲氣罐的進氣口與能夠產(chǎn)生無油、無塵的潔凈空氣的空氣發(fā)生器相連通，儲氣罐的出氣口與采樣探頭系統(tǒng)的反吹接頭相連通，采用此種結構能夠有效的吹除附著在探頭內部以及過濾器外側的灰塵，在儲氣罐的外周面上包覆有加熱袋，加熱袋用于給儲氣罐內部的壓縮空氣進行加熱，加熱后的空氣吹掃在探頭內部以及過濾器外側時，不會產(chǎn)生冷凝水，有效的提高了測量的準確度；

3.整體結構較為緊湊，整個處理周期較短，不但提高了測量的準確度，并且還提高了測量效率，給整個在線檢測系統(tǒng)的檢測工作帶來了較大的便利。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的采樣探頭系統(tǒng)的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明的反吹系統(tǒng)的結構示意圖。

圖4為本發(fā)明的預處理系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

參照圖1所示，圖中給出的一種高效的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括采樣探頭系統(tǒng)100、反吹系統(tǒng)200、預處理系統(tǒng)300、在線色譜儀400、PLC控制系統(tǒng)500、氫氣發(fā)生器600、空氣發(fā)生器700、高純氮氣發(fā)生器800、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900和數(shù)據(jù)采集儀1000。

采樣探頭系統(tǒng)100的進氣口與廢氣處理裝置的出氣口相連通，采樣探頭系統(tǒng)100的出氣口通過伴熱管分別與預處理系統(tǒng)300和在線色譜儀400的進氣口相連通。

反吹系統(tǒng)200與采樣探頭系統(tǒng)100相連通，用于吹掃粘附在采樣探頭系統(tǒng)100的探頭內部以及過濾器外側的灰塵。

氫氣發(fā)生器600、空氣發(fā)生器700以及高純氮氣發(fā)生器800設置在氣源柜1500內，氫氣發(fā)生器600、空氣發(fā)生器700以及高純氮氣發(fā)生器800的出氣口分別與在線色譜儀400相連通，用于為在線色譜儀400提供氫氣、空氣以及氮氣。

在線色譜儀400與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900通訊連接，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900分別與數(shù)據(jù)采集儀1000和PLC控制系統(tǒng)500通訊連接，數(shù)據(jù)采集儀1000將接收到的數(shù)據(jù)傳送至環(huán)保局1300，PLC控制系統(tǒng)500分別與采樣探頭系統(tǒng)100、反吹系統(tǒng)200、預處理系統(tǒng)300、氫氣發(fā)生器600、空氣發(fā)生器700、高純氮氣發(fā)生器800和DCS1200通訊連接，預處理系統(tǒng)300、在線色譜儀400、PLC控制系統(tǒng)500和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900均設置在分析柜1400內。

參照圖2所示，采樣探頭系統(tǒng)包括探頭殼體1010，在探頭殼體1010上分別設有采樣接頭1011、全程標定接頭1012和反吹接頭1013。

在探頭殼體1010內部設有探頭座1020，在探頭座1020上設有過濾器1030，在煙道1100的廢氣處理裝置的出氣口處設有用于采集樣氣的探頭1040，在探頭1040上設有用于檢測其溫度的溫度傳感器。

探頭1040的出氣口與過濾器1030的進氣口相連通，過濾器1030的出氣口通過管道1070、1080分別與采樣接頭1011和全程標定接頭1012相連通，在過濾器1030的出氣口與采樣接頭1011連接的管道上設有采樣閥1071，采樣閥1071與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

在探頭座1020上設有探頭加熱塊1050，探頭加熱塊1050分布在過濾器1030四周，在探頭加熱塊1050上且位于過濾器1030的位置開設有反吹口1051，反吹口1051通過管道1090與反吹接頭1051相連通，在探頭座1020上還設有用于控制探頭加熱塊1050溫度的溫控器1060，控制器1060與溫度傳感器分別與PLC控制系統(tǒng)500通訊連接。

過濾器1030的設置主要用于過濾出廢氣中顆粒大于5μm的粉塵，更換過濾器1030時，只需要松開螺母，可將其從探頭加熱塊1050內部拉出，大大縮短了維修更換時間，并降低了維修人員的勞動強度。

探頭1040在采集樣氣過程中，探頭加熱塊1050將其加熱到120℃，避免液態(tài)水的形成，能夠準確的測量出廢氣中含有揮發(fā)性有機物的含量值，當探頭1040的溫度值小于120℃時，溫度傳感器將探測的溫度信號發(fā)送至PLC控制系統(tǒng)500，PLC控制系統(tǒng)500控制溫度器1060工作，使探頭加熱塊1050溫度升高，從而將探頭1040加熱至120℃。

參照圖3所示，反吹系統(tǒng)包括反吹箱2010，在反吹箱2010內設有儲氣罐2020，儲氣罐2020用來儲存反吹需要的壓縮空氣。

在儲氣罐2020的上部分別設有進氣口2021和出氣口2022，儲氣罐2020的進氣口2021通過進氣管道2040與能夠產(chǎn)生無油、無塵的潔凈空氣的空氣發(fā)生器相連通，在進氣管道2040上依次設有止回閥2041、減壓閥2042和壓縮空氣閥2043，止回閥2041分布在靠近儲氣罐2020的進氣口2021的一端處，止回閥2041的設置用于防止進入儲氣罐2020的壓縮空氣返回。

儲氣罐2020的出氣口2022通過出氣管道2050與采樣探頭系統(tǒng)的反吹接頭相連通，在出氣管道2050上設有反吹電磁閥2051，反吹電磁閥2051與PLC控制系統(tǒng)500通訊連接，反吹電磁閥2051通過PLC控制系統(tǒng)500控制儲氣罐2020的壓縮空氣吹掃附著在過濾器外側和探頭內部的粉塵。

在儲氣罐2020的外周面上包覆有加熱袋2030，加熱袋2030與PLC控制系統(tǒng)500通訊連接，加熱袋300用于給儲氣罐200內部的壓縮空氣進行加熱，加熱后的空氣吹掃在探頭內部以及過濾器外側時，不會產(chǎn)生冷凝水，有效的提高了測量的準確度。

在儲氣罐2020的下部設有排水口2023，在排水口2023上設有排水閥2060，當系統(tǒng)停止運行檢修時，打開排水閥2060，把儲氣罐2020里的壓縮空氣少量的冷凝水排除，有效的提高了該反吹系統(tǒng)的實用性能。

參照圖4所示，預處理系統(tǒng)包括設置在分析柜內部用于對樣氣進行預處理的樣氣預處理系統(tǒng)和用于對標氣進行預處理的標氣預處理系統(tǒng)。

樣氣預處理系統(tǒng)包括降溫螺旋管3110、排水瓶3120、采樣泵3140、預抽電磁閥3150和采樣流量計3160，降溫螺旋管3110用于將樣氣冷卻到環(huán)境溫度，排水瓶3120用于將降溫螺旋管內的液態(tài)水搜集儲存，采用薄膜式原理，采樣泵3140為防腐型結構，用來采取廢氣樣，是個真空泵，采樣時穩(wěn)定運行，運行時流量大，保持數(shù)據(jù)的實時性和有效性。

預抽電磁閥3150為不銹鋼閥，采樣狀態(tài)的前90秒為打開狀態(tài)，90秒之后為關閉狀態(tài)，由于在空氣反吹探頭的粉塵后，探頭氣路內含有大量的空氣，打開預抽電磁閥3150，空氣快速的被抽掉，原廢氣迅速進入在線色譜儀400內，使系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)的時效性和有效性大大提高，采樣流量計用于顯示采樣流量的大小，通過該流量計上的調節(jié)閥調節(jié)流量的大小，采樣時調節(jié)到2-4L/min。

降溫螺旋管3110的進氣口通過伴熱管3170與采樣探頭系統(tǒng)100的采樣接頭相連通，在連通降溫螺旋管3110的進氣口與采樣探頭系統(tǒng)的采樣接頭的伴熱管3170上設有采樣手動閥3171，采樣手動閥3171采樣運行時打開，近端標定時關閉，降溫螺旋管3110的出氣口與排水瓶的進氣口相連通，排水瓶3120的出氣口與采樣泵3140的進氣口相連通，采樣泵3140的出氣口分別與預抽電磁閥3150和采樣流量計3160相連通，采樣泵3140、預抽電磁閥3150和采樣流量計3160均與PLC控制系統(tǒng)500通訊連接。

標氣預處理系統(tǒng)包括近標調節(jié)閥3210、全標調節(jié)閥3220和全標流量計3230，通過近標調節(jié)閥3210能夠調節(jié)色譜就地標定的標氣氣流量的大小，通過全標調節(jié)閥3220能夠調節(jié)色譜全程標定的標氣氣流量的大小，全標流量計3230用于顯示經(jīng)過色譜分析的樣氣流量的大小，通過全標流量計上的調節(jié)閥調節(jié)流量的大小，確保全程標定時的標氣流量要與采樣時的流量大小一致。

近標調節(jié)閥3210與全標調節(jié)閥3220的進氣口分別與標氣罐相連通，近標調節(jié)閥3210的出氣口通過伴熱管3240與采樣探頭系統(tǒng)的采樣接頭相連通，全標調節(jié)閥3220的出氣口與全標流量計3230的進氣口相連通，全標流量計3230的出氣口與采樣探頭系統(tǒng)的全程標定接頭相連通，近標調節(jié)閥3210、全標調節(jié)閥3220和全標流量計3230均與PLC控制系統(tǒng)500通訊連接。

在降溫螺旋管3110上設有降溫風扇3111，降溫風扇3111的設置能夠輔助降溫螺旋管3110將樣氣降溫到環(huán)境溫度，降溫風扇3111與PLC控制系統(tǒng)500通訊連接。

在排水瓶3120的下端開設有出液口3121，在出液口3121上設有蠕動泵3130，蠕動泵3130與PLC控制系統(tǒng)500通訊連接，蠕動泵3130把排水瓶3120里的液態(tài)水抽到室外排放，只要系統(tǒng)運行，蠕動泵3130就運行。

綜上所述本發(fā)明具有以下幾點優(yōu)點：

1.在探頭座上設有探頭加熱塊，探頭在采集樣氣過程中，探頭加熱塊將其加熱到120℃，避免液態(tài)水的形成，能夠準確的測量出廢氣中含有揮發(fā)性有機物的含量值，該系統(tǒng)與樣氣接觸的部分均采用不銹鋼材料加工而成，在高溫調節(jié)下抗腐蝕性能較強；

2.儲氣罐的進氣口與能夠產(chǎn)生無油、無塵的潔凈空氣的空氣發(fā)生器相連通，儲氣罐的出氣口與采樣探頭系統(tǒng)的反吹接頭相連通，采用此種結構能夠有效的吹除附著在探頭內部以及過濾器外側的灰塵，在儲氣罐的外周面上包覆有加熱袋，加熱袋用于給儲氣罐內部的壓縮空氣進行加熱，加熱后的空氣吹掃在探頭內部以及過濾器外側時，不會產(chǎn)生冷凝水，有效的提高了測量的準確度；

3.整體結構較為緊湊，整個處理周期較短，不但提高了測量的準確度，并且還提高了測量效率，給整個在線檢測系統(tǒng)的檢測工作帶來了較大的便利。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。