揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種能夠連續(xù)在線監(jiān)測揮發(fā)性有機(jī)物濃度的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]按照世界衛(wèi)生組織的定義，揮發(fā)性有機(jī)物(volatile organic compounds, VOCs)是指沸點(diǎn)在50— 250°C、室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa、在常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類有機(jī)物。VOCs具有較寬的極性和濃度范圍，在一定的濃度下對(duì)人體有致癌、致畸、致突變以及引發(fā)白血病的危險(xiǎn)。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?？煽康腣0CS測量數(shù)據(jù)是研究其對(duì)環(huán)境和人類健康影響的基礎(chǔ)。由于監(jiān)測到的VOCs受源變化、化學(xué)反應(yīng)過程以及采樣時(shí)間和持續(xù)時(shí)間等因素的影響。所以，只有通過長期連續(xù)的監(jiān)測才能揭示出VOCs濃度水平變化的特征和一般趨勢(shì)，為環(huán)境控制提供科學(xué)依據(jù)。
[0003]目前應(yīng)用最廣泛的VOCs采樣方法為不銹鋼罐采樣、吸附劑采樣、氣袋采樣以及低溫冷凝法采樣。采集的樣品必須經(jīng)過固相萃取、溶劑解析、低溫預(yù)濃縮熱解析等方法進(jìn)行與處理。樣品分析主要依靠氣象色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜、熒光分光光度法等?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)VOCs的監(jiān)測仍然存在以下問題:
[0004]1)目前的各種采樣方法在采樣的過程中均存在一定的缺陷，例如:氣袋采樣由于內(nèi)壁存在吸附和解析效應(yīng)，現(xiàn)在已不多用；不銹鋼采樣罐需要送回實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行吸附劑濃縮或低溫預(yù)濃縮處理，雖然可以避免吸附劑采樣時(shí)的穿透和人為的污染，但是進(jìn)行多次分析，費(fèi)用高，需要復(fù)雜的設(shè)備清洗。吸附劑采樣和低溫采樣雖然在采樣的同時(shí)，可以完成對(duì)樣品的預(yù)濃縮，但是需要低溫運(yùn)輸、存放。
[0005]2)采用上述的樣品采集方法必須要經(jīng)過樣品的預(yù)處理才可以用來分析，由于預(yù)處理的過程復(fù)雜、且在預(yù)處理時(shí)的人工干預(yù)中難免會(huì)對(duì)樣品造成人為的污染，整個(gè)過程周期長，且會(huì)帶來一定的誤差。
[0006]3)對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物的檢測，目前最常用的方法是氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法，但是大多采用離線分析技術(shù)，時(shí)間分辨率低，無法反應(yīng)VOCs中各種物質(zhì)成分的濃度隨時(shí)間的精細(xì)變化，同時(shí)采樣分析過程對(duì)人員的技術(shù)要求較高。
[0007]在我國，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的研究起步較晚，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的采集分析主要依靠國外的大型分析設(shè)備與儀器，不但價(jià)格昂貴，而且分析過程繁雜，采樣和分析的時(shí)間分辨率很差，與實(shí)際需要尚有較大的差距。
[0008]所以，研究新一代VOCs的采樣方法和分析技術(shù)，發(fā)展高靈敏度、操作簡便、經(jīng)濟(jì)適用且易于維護(hù)的VOCs分析儀，發(fā)展VOCs在線連續(xù)自動(dòng)檢測技術(shù)，在揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測研究領(lǐng)域具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括:采樣探頭、伴熱管、預(yù)處理系統(tǒng)、監(jiān)測主機(jī)、采樣管路、載氣管路、載氣氣源、燃?xì)鈿庠础⒅細(xì)鈿庠春蛿?shù)據(jù)處理顯示單元，其中，
[0010]所述采樣探頭，與所述預(yù)處理系統(tǒng)通過伴熱管相連接，用于采集樣氣后進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)；
[0011]所述預(yù)處理系統(tǒng)，分別與所述采樣探頭和監(jiān)測主機(jī)相連接，用于對(duì)采集的樣氣進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)入監(jiān)測主機(jī)，包括除塵、除濕和流路控制；
[0012]所述監(jiān)測主機(jī)，分別與所述預(yù)處理系統(tǒng)、載氣氣源、燃?xì)鈿庠?、助燃?xì)鈿庠春蛿?shù)據(jù)處理顯示單元相連接，用于對(duì)預(yù)處理后的樣氣進(jìn)行濃度分析，樣氣通過監(jiān)測主機(jī)中的氣相色譜柱中的固定相進(jìn)行分離，分離后的樣品進(jìn)入到監(jiān)測主機(jī)中的檢測器采集信號(hào)，采集信號(hào)后經(jīng)信號(hào)放大器發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理顯示單元；
[0013]所述載氣氣源，與所述監(jiān)測主機(jī)相連接，用于為監(jiān)測主機(jī)提供載氣；
[0014]所述燃?xì)鈿庠?，與所述監(jiān)測主機(jī)相連接，用于為監(jiān)測主機(jī)提供燃?xì)猓?br>[0015]所述助燃?xì)鈿庠?，與所述監(jiān)測主機(jī)相連接，用于為監(jiān)測主機(jī)提供助燃?xì)?；所述?shù)據(jù)處理顯示單元，與所述監(jiān)測主機(jī)相連接，用于接收監(jiān)測主機(jī)中的檢測器采集的信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算分析。
[0016]優(yōu)選地，所述預(yù)處理系統(tǒng)，包括并行的樣氣預(yù)處理流路和標(biāo)氣預(yù)處理流路，其中，
[0017]所述樣氣預(yù)處理流路，用于對(duì)樣氣進(jìn)行預(yù)處理，包括:粉塵過濾器、空壓機(jī)、冷凝器、蠕動(dòng)栗、取樣栗、流路切換閥、樣氣精密過濾器、針型閥、旁路流量計(jì)、穩(wěn)流閥、進(jìn)樣流量計(jì)和大氣平衡閥，其中，旁路流量計(jì)、穩(wěn)流閥、進(jìn)樣流量計(jì)和大氣平衡閥與所述標(biāo)氣預(yù)處理流路共用；
[0018]所述粉塵過濾器，與所述冷凝器相連接，還與所述空壓機(jī)通過反吹閥相連接，用于除去樣氣中較大的顆粒物；
[0019]所述空壓機(jī)，與所述粉塵過濾器通過反吹閥相連接，用于提供反吹氣體，反吹從采樣探頭到預(yù)處理系統(tǒng)的管路；
[0020]所述冷凝器，分別與所述粉塵過濾器、蠕動(dòng)栗和取樣栗相連接，用于對(duì)樣氣進(jìn)行除濕處理；
[0021]所述蠕動(dòng)栗，與所述冷凝器相連接，用于排除冷凝器中的冷卻水；
[0022]所述取樣栗，分別與所述冷凝器和所述流路切換閥相連接，用于抽取樣氣；
[0023]所述流路切換閥，分別與取樣栗、樣氣精密過濾器、針型閥相連接，用于樣氣預(yù)處理流路和標(biāo)氣預(yù)處理流路的切換；
[0024]所述樣氣精密過濾器，分別與所述流路切換閥和所述穩(wěn)流閥相連接，用于除去樣氣中細(xì)小的顆粒物；
[0025]所述針型閥，分別與所述流路切換閥和旁路流量計(jì)相連接，用于調(diào)整流入到旁路流量計(jì)的樣氣流量；
[0026]所述旁路流量計(jì)，與所述針型閥及標(biāo)氣預(yù)處理流路中的針型閥相連接，用于顯示排空氣體的流量；
[0027]所述穩(wěn)流閥，與所述樣氣精密過濾器及標(biāo)氣預(yù)處理流路的精密過濾器相連接，用于穩(wěn)定進(jìn)入監(jiān)測主機(jī)的氣體流量；
[0028]所述進(jìn)樣流量計(jì)，分別與所述穩(wěn)流閥和所述大氣平衡閥相連接，用于顯示進(jìn)入到監(jiān)測主機(jī)的流量；
[0029]所述大氣平衡閥，分別與所述進(jìn)樣流量計(jì)和監(jiān)測主機(jī)中的電動(dòng)多通閥相連接，用于穩(wěn)定進(jìn)入到所述電動(dòng)多通閥中的氣體的氣壓；
[0030]所述標(biāo)氣預(yù)處理單元，用于對(duì)標(biāo)氣進(jìn)行預(yù)處理，包括:過濾器、流路切換閥、標(biāo)氣精密過濾器、針型閥、以及與所述樣氣預(yù)處理流路共用的旁路流量計(jì)、穩(wěn)流閥、進(jìn)樣流量計(jì)和大氣平衡閥，其中，
[0031]所述過濾器，與所述流路切換閥相連，用于除去標(biāo)氣中的顆粒物；
[0032]所述流路切換閥，分別與所述過濾器、所述標(biāo)氣精密過濾器和所述針型閥相連接，用于標(biāo)氣預(yù)處理流路與樣氣預(yù)處理流路之間的切換；
[0033]所述針型閥，與樣氣預(yù)處理流路的針型閥并行連接于旁路流量計(jì)上，用于調(diào)整流入到旁路流量計(jì)的標(biāo)氣流量。
[0034]優(yōu)選地，所述監(jiān)測主機(jī)，包括柱箱、電動(dòng)多通閥、檢測器、信號(hào)輸出口、載氣進(jìn)口、燃?xì)膺M(jìn)口、助燃?xì)膺M(jìn)口、樣氣進(jìn)口、樣氣出口和尾氣出口，其中，
[0035]所述柱箱，內(nèi)設(shè)氣相色譜柱，分別與所述電動(dòng)多通閥和檢測器相連接，用于將需要監(jiān)測的氣體混合物中的各種組分進(jìn)行分離；
[0036]所述載氣進(jìn)口，位于監(jiān)測主機(jī)的背面板上，與所述載氣氣源和電動(dòng)多通閥相連，用于向所述氣相色譜柱輸送載氣；
[0037]所述燃?xì)膺M(jìn)口，位于監(jiān)測主機(jī)的背面板上，與所述燃?xì)鈿庠春蜋z測器相連，用于向所述檢測器輸送燃?xì)猓?br>[0038]所述助燃?xì)膺M(jìn)口，位于監(jiān)測主機(jī)的背面板上，與所述助燃?xì)鈿庠春蜋z測器相連，用于向所述檢測器輸送助燃?xì)猓?br>[0039]所述樣氣進(jìn)口，位于監(jiān)測主機(jī)的背面板上，與所述預(yù)處理系統(tǒng)和電動(dòng)多通閥相連，用于向所述電動(dòng)多通閥輸入預(yù)處理系統(tǒng)處理后的樣氣；
[0040]所述樣氣出口，位于監(jiān)測主機(jī)的背面板上，與所述電動(dòng)多通閥相連，用于輸出多余的沒有進(jìn)入到氣相色譜柱的樣氣；
[0041]所述尾氣出口，位于監(jiān)測主機(jī)頂蓋上，處于檢測器的正上方，用于排出經(jīng)過檢測器檢測之后的氣體；
[0042]所述電動(dòng)多通閥與預(yù)處理系統(tǒng)通過樣氣進(jìn)口相連接，與載氣氣源通過載氣進(jìn)