VOCs濃度在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測裝置，具體涉及一種VOCs濃度在線監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] VOCs是揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds)的英文縮寫，根據(jù)世界衛(wèi)生 組織（WTO)對其的定義，是指熔點低于室溫而沸點在50°C ~260°C，而在常溫下是以蒸汽形 式存在于空氣中的一類有機物。
[0003] VOCs包括烷類、芳香烴類、酸酯類、醛類等，人為排放主要來源于生產(chǎn)生活中的不 完全燃燒過程和涉及有機產(chǎn)品揮發(fā)逸散過程的工業(yè)領(lǐng)域，例如石油化工產(chǎn)業(yè)、家具涂料工 業(yè)、印染工業(yè)等。VOCs造成的主要危害主要表現(xiàn)在三個方面：部分具有毒性和致癌性，會危 害到人體的健康，例如苯、甲苯、甲醛，會對人體造成很大傷害；參加光化學煙霧反應，形成 臭氧、過氧乙酰硝酸酯等；參與大氣中二次氣溶膠的形成，與PM2. 5的濃度異常密切相關(guān)。 因此，對工業(yè)生產(chǎn)中的VOCs排放進行治理和監(jiān)測十分重要。
[0004] 目前用于對VOCs濃度進行檢測的檢測器主要有兩種：氫火焰離子化氣體檢測器 (flame ionization detector，F(xiàn)ID)和光離子化氣體檢測器（Photoionization Detector， PID)。氫火焰離子化氣體檢測器FID是以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為能源，當有機氣體 進入氫火焰，在高溫下產(chǎn)生化學電離，對幾乎所有揮發(fā)性的有機化合物均有響應，對所有烴 類化合物(碳數(shù)多3)的相對響應值幾乎相等。光離子化氣體檢測器PID由具有特定輻射 能(如10. 6eV)的紫外光在電離室內(nèi)對氣體分子進行轟擊，把氣體中含有的有機氣體電離成 帶正電的離子和帶負電的電子，在電場作用下形成電流，方法后得到輸出信號，其在易燃易 爆物料的生產(chǎn)運輸、化工物料泄漏、環(huán)境應急事故、痕量測量等領(lǐng)域有廣泛應用。在氣體分 析領(lǐng)域，氣相色譜儀（Gas Chromatography，GC)是常用分析儀器，能將混合氣體的各組分進 行分離、測量。VOCs檢測器結(jié)合氣相色譜法，作為氣相色譜儀的檢測器，可對混合氣體VOCs 進行定性、定量檢測。
[0005] 光離子化氣體檢測器PID的一個重要參數(shù)是校正系數(shù)CF，又稱響應系數(shù)RF。不 同氣體具有不同的校正系數(shù)CF，表征了光離子化氣體檢測器PID測量特定氣體的靈敏度， CF值越低，靈敏度越高。不同的VOCs氣體的CF值相差較大，因此光離子化氣體檢測器PID 在測量未知組分的氣體時難以準確定量，另外對于某些電離電位較高的VOCs氣體，常用 的10. 6eV的紫外光無法使其電離，需使用高能量的紫外燈。而氫火焰離子化氣體檢測器 FID是典型的質(zhì)量型檢測器，對幾乎全部有機物均可響應且響應系數(shù)較穩(wěn)定，定量檢測氣 體的總有機碳量（TOC)或總烴量（THC)有很好的效果。目前用于對VOCs進行定量測量的 方法主要有光離子化氣體檢測器FID直讀法和氣相色譜-氫火焰離子化氣體檢測器（gas chromatography-flame ionization detection，GC-FID)方法，氫火焰離子化氣體檢測 器FID直讀法用于測量總烴量，而氣相色譜-氫火焰離子化氣體檢測器GC-FID方法除可得 到VOCs總量外，還可對其中特定的組分進行定量測量。由于氫火焰離子化氣體檢測器FID 使用過程中需消耗氫氣等氣體，連續(xù)使用氣瓶更換將過于頻繁，同時進行氣相色譜分析時， 需要進行富集以滿足測量靈敏度的要求，目前的氫火焰離子化氣體檢測器FID或氣相色 譜-氫火焰離子化氣體檢測器GC-FID主要用于離線檢測，在線的氣相色譜-光離子化氣體 檢測器（gas chromatography-Photoionization Detector，GC-PID)GC-PID監(jiān)測系統(tǒng)也僅 能周期采樣，但是不能實時監(jiān)測。
[0006] 光離子化氣體檢測器PID與氫火焰離子化氣體檢測器FID相比，其重量輕、體積 小、靈敏度高、響應速度快，同時不需要載氣或燃氣，使用壽命長且本質(zhì)安全，適用于進行實 時在線監(jiān)測。而氣相色譜-光離子化氣體檢測器GC-PID與氣相色譜-氫火焰離子化氣體 檢測器GC-FID相似，也可進行VOCs總量測量和特定組分含量測量，但其氣體樣品不需經(jīng)過 富集，可直接進樣，減少了在預濃縮過程中引入的誤差。以光離子化氣體檢測器PID作為檢 測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)雖可實現(xiàn)實時檢測，并且對于已知種類的單一氣體或已知組分及其比 例的混合氣體，光離子化氣體檢測器PID的檢測結(jié)果可計算得到準確的VOCs總量以及其中 某一種或某一類氣體的含量。但是對于組分未知的氣體，光離子化氣體檢測器PID的檢測 結(jié)果只能對VOCs的總量給出大致估計，不能準確定量檢測。
[0007] 目前，對于未知組分的混合氣體，尤其是在組分隨生產(chǎn)工藝切換發(fā)生變化的應用 場合，對VOCs的實時在線監(jiān)測和定量分析并無很好的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是：提供一種對于未知組分的混合氣體，能進行氣體成份分析、定量 計算和實時在線監(jiān)測的VOCs濃度在線監(jiān)測裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0009] 為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種VOCs濃度在線監(jiān)測裝置，包括氣 體取樣單元、氣體分析單元、VOCs實時檢測單元和控制與數(shù)據(jù)處理單元，其創(chuàng)新點在于： 所述氣體取樣單元包括采樣管； 所述氣體分析單元包括定量管、第一控制閥、氣相色譜儀和載氣載入組件，所述采樣 管、定量管、氣相色譜儀和載氣載入組件分別與第一控制閥相接通； 所述VOCs實時檢測單元包括第二控制閥和氣體檢測器，所述第二控制閥與氣體檢測 器相接通； 所述控制與數(shù)據(jù)處理單元是工控機，所述氣相色譜儀、氣體檢測器、第一控制閥、第二 控制閥和載氣載入組件分別與工控機電氣連接。
[0010] 在上述技術(shù)方案中，所述氣體取樣單元還包括氣體處理裝置和三通閥，采樣管通 過氣體處理裝置與三通閥相接通；所述氣體處理裝置有兩種結(jié)構(gòu)方式，一種方式是包括分 體式且通過管路連接的去濕器和凈化器，采樣管與去濕器相接通，凈化器與三通閥的第一 閥口相接通，另一種方式是集成式的去濕凈化器，采樣管通過去濕凈化器與三通閥的第一 閥口相接通。
[0011] 在上述技術(shù)方案中，所述定量管的一端管口與第一控制閥的第一閥口相接通，且 定量管的另一端管口與第一控制閥的第四閥口相接通，第一控制閥的第二閥口與氣相色譜 儀的進口相接通，第一控制閥的第三閥口與載氣載入組件的出口相接通，第一控制閥的第 五閥口與三通閥的第二閥口相接通，第一控制閥的第六閥口與吸氣栗的進氣口相接通，吸 氣栗的排氣口與大氣相連通。
[0012] 在上述技術(shù)方案中，所述載氣載入組件包括依次相連通的載氣罐、第一截止閥、第 一減壓閥、第一流量調(diào)節(jié)閥和轉(zhuǎn)子流量計，所述轉(zhuǎn)子流量計的出口為載氣載入組件的出口， 且轉(zhuǎn)子流量計的出口與第一控制閥的第三閥口相接通。
[0013] 在上述技術(shù)方案中，所述VOCs實時檢測單元還包括氣體檢測器定期標定組件，所 述第二控制閥的第一閥口與三通閥的第三閥口相接通，第二控制閥的第二閥口與氣體檢測 器的進口相接通，第二控制閥的第三閥口與氣體檢測器定期標定組件的出口相接通。
[0014] 在上述技術(shù)方案中，所述氣體檢測器定期標定組件包括零點空氣瓶、標準氣體配 氣瓶、第二截止閥、第三截止閥、第二減壓閥和第二流量調(diào)節(jié)閥，所述零點空氣瓶通過第二 截止閥與第二減壓閥的進口相接通，標準氣體配氣瓶通過第三截止閥與第二減壓閥的進口 相接通，第二減壓閥的出口與第二流量調(diào)節(jié)閥的進口相接通，第二流量調(diào)節(jié)閥的出口是氣 體檢測器定期標定組件的出口，且第二流量調(diào)節(jié)閥的出口與第二控制閥的第三閥口相連 通。
[0015] 在上述技術(shù)方案中，所述控制與數(shù)據(jù)處理單元是帶有人機界面的工控機，所述氣 相色譜儀和氣體檢測器分別通過RS485或RS232與控制與數(shù)據(jù)處理單元電氣連接。
[0016] 在上述技術(shù)方案中，所述載氣罐內(nèi)存儲的是凈化空氣或氮氣。
[0017] 本發(fā)明所具有的積極效果是：本發(fā)明包括氣體取樣單元、氣體分析單元、VOCs實 時檢測單元和控制與數(shù)據(jù)處