CN104535499B - 一种二氧化硫在线监测方法 - Google Patents

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Abstract

为了提高二氧化硫的检测速度和效率，本发明提供了一种二氧化硫在线监测方法，包括如下步骤：(1)利用二氧化硫传感器对待测气体进行检测；(2)若检测出二氧化硫，则给出信息提示，否则获得蒸馏水；(3)导入待测样品气体；(4)在200摄氏度环境下，将所述蒸馏水与待测样品气体按照体积比为1:2的比例混合得到混合气体；(5)将混合气体温度通过水浴方式降低到150摄氏度，利用紫外光源进行电离；(6)将混合气体温度通过水浴方式降低到100摄氏度，利用光电效应对上述混合气体进行电离；(7)进行离子迁移谱检测。本发克服了现有技术中一般采用光谱等分析速度过慢的缺陷；提高了迁移谱检测的精度和电离的效果。

Description

一种二氧化硫在线监测方法
技术领域
本发明涉及空气质量检测技术领域，更具体地，涉及一种二氧化硫在线监测方法。
背景技术
SO2是空气中最重要的一种含硫污染物，是一种辛辣的并且为窒息性的无色气体。SO2在很大程度上是人类活动产生的各种痕量粒种，这些痕量粒种受到物理的、化学的和生物的作用并参与地球化学循环，对全球大气环境及生态产生重大影响，例如化学烟雾、酸雨、温室效应和臭氧层遭破坏等无不与前述的痕量气体有关。SO2也是形成现代“烟雾”的光化学反应的参与者。长期吸入SO2会发生慢性中毒，不仅使呼吸道疾病加重，而且对肝、肾、心脏均有危害。SO2在大气中经阳光照射以及某些金属粉尘如工业烟尘中氧化铁的催化而极易氧化成SO3，与空气中的水蒸气结合形成硫酸雾，对金属制品、建筑物、土壤和江河湖泊产生酸化作用。
针对SO2的检测，我国环保标准主要定义了两种检测方法，一种是甲醛吸收_副玫瑰苯胺分光光度法，另一种是四氯汞盐吸收_副玫瑰苯胺分光光度法。除此之外还有采用电导率法和红外检测方法以及紫外荧光检测方法。
公开号为CN 201811937U的中国实用新型专利公开了一种智能高稳定二氧化硫在线监测仪，在高温反吹探头上设置探头过滤器，高温反吹探头与探头抽气管的一端连接，探头抽气管的另一端与微型扩容降温接口器连接，在探头抽气管上设置探头抽气出口电磁阀；微型扩容降温接口器与反吹泵连接，并设置反吹泵出口电磁阀，微型扩容降温接口器通过1号传感器抽气进口电磁阀、抽气管和2号传感器抽气进口电磁阀、抽气管分别与设置在二氧化硫分析仪内的1号电化学传感器、2号电化学传感器连接，并与排气管的另一端连接，形成被监测气体的回路。
在US4647777A的美国专利申请中是将一束红外光通过气体试样进入一个选择性红外检测器中。光束一分为二，一部分通过一个盛装液体的容器，该液体能够吸收选定的气体光谱波长，两光束相比，其差值表示试样中选定气体的量。
然而，在对安保条件要求较高的场所，上述方法的检测速度和质量都无法令人满意。
发明内容
为了满足上述需求，本发明提供了一种二氧化硫在线监测方法，包括如下步骤：
(1)利用二氧化硫传感器对待测气体进行检测；
(2)若检测出二氧化硫，则给出信息提示，否则获得蒸馏水；
(3)导入待测样品气体；
(4)在200摄氏度环境下，将所述蒸馏水与待测样品气体按照体积比为1:2的比例混合得到混合气体；
(5)将混合气体温度通过水浴方式降低到150摄氏度，利用紫外光源进行电离；
(6)将混合气体温度通过水浴方式降低到100摄氏度，利用光电效应对上述混合气体进行电离；
(7)进行离子迁移谱检测。
进一步地，所述二氧化硫传感器为红外二氧化硫传感器或英国CITY公司出产的二氧化硫传感器。
进一步地，所述步骤(2)包括：根据二氧化硫传感器的输出信号，判断是否超过预定阈值；如果超过，则启动报警信息；否则采用氮气通过二氧化硫传感器进行清洗。
进一步地，所述步骤(6)包括：利用紫外光源照射银丝，发生光电效应，产生的电离离子在氮气的吹送下吹入所述混合气体所在的区域。
进一步地，所述紫外光源包括真空紫外灯、氙灯、紫外激光器中的至少一种。
本发明的有益效果为：采用二氧化硫传感器能够粗略地检测到二氧化硫的浓度，克服了现有技术中一般采用光谱等分析速度过慢的缺陷；采用蒸馏水作为载体，提高了迁移谱检测的精度；通过温度的多级化控制，提高了电离的效果。
附图说明
图1示出了根据本发明的优选实施例的二氧化硫在线监测方法的流程图。
图2示出了二氧化硫传感器检测电路框图。
具体实施方式
一种二氧化硫在线监测方法，包括如下步骤：
(1)利用英国CITY公司的3SF/F二氧化硫传感器对待测气体进行检测；
(2)若检测出二氧化硫，则给出信息提示，否则获得蒸馏水；根据二氧化硫传感器的输出信号，判断是否超过预定阈值；如果超过，则启动报警信息；否则采用氮气通过二氧化硫传感器进行清洗。
(3)导入待测样品气体；
(4)在200摄氏度环境下，将所述蒸馏水与待测样品气体按照体积比为1:2的比例混合得到混合气体；经过试验，这种比例下，蒸馏水蒸汽的电离离子容易在温度渐变的条件下与二氧化硫充分发生光化学反应。
(5)将混合气体温度通过水浴方式降低到150摄氏度，利用紫外光源进行电离；
(6)将混合气体温度通过水浴方式降低到100摄氏度，利用光电效应对上述混合气体进行电离；具体来说，是利用紫外光源照射银丝，发生光电效应，产生的电离离子在氮气的吹送下吹入所述混合气体所在的区域。
步骤(5)和(6)提供了更多的蒸馏水蒸汽离子以及金属离子，并且在温度变化的条件下，这两个步骤起到了能够使电离离子的动能发生改变，而有利于结合更多的二氧化硫的作用，为待测气体的充分检测提供更多的概率。相比现有技术中只使用其中一种的情况，更能够提高二氧化硫检出的精确度。
(7)进行离子迁移谱检测。
上述紫外光源包括真空紫外灯、氙灯、紫外激光器中的至少一种。
在本发明的另一个实施例中，二氧化硫传感器可以选用红外二氧化硫传感器。红外二氧化硫传感器属于红外传感器的一种，其原理是由红外辐射原理而制成。红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射能量就越强。研究发现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且，最大的热效应出现在红外辐射的频率范围内。红外辐射在大气中传播时，由于大气中的气体分子、水蒸气以及固体颗粒、尘埃等物质的吸收和散射作用，使辐能在传输过程中逐渐衰减。空气中对称的双原子分子，如N、O、H不吸收红外辐射，因而，不会造成红外辐射在传输过程中衰减。
如图2所示，当采用红外二氧化硫传感器1时，红外二氧化硫传感器1将待测气体中的SO2气体的浓度转变成电流信号；电流信号经I/V转换电路2后送至模—数转换电路3，最后送至计算机系统4进行数据采集与处理。由数码管显示器5进行显示，微型打印机6进行测量结果的适时打印并由声报警器7适时报警。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种二氧化硫在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)利用二氧化硫传感器对待测气体进行检测；
(2)若检测出二氧化硫，则给出信息提示，否则获得蒸馏水；
(3)导入待测样品气体；
(4)在200摄氏度环境下，将所述蒸馏水与待测样品气体按照体积比为1:2的比例混合得到混合气体；
(5)将混合气体温度通过水浴方式降低到150摄氏度，利用紫外光源进行电离；
(6)将混合气体温度通过水浴方式降低到100摄氏度，利用光电效应对上述混合气体进行电离，该步骤包括：利用紫外光源照射银丝，发生光电效应，产生的电离离子在氮气的吹送下吹入所述混合气体所在的区域；
(7)进行离子迁移谱检测；
其中，步骤(5)和步骤(6)提供了更多的蒸馏水蒸汽离子以及金属离子，并且在温度变化的条件下，起到了能够使电离离子的动能发生改变，而有利于结合更多的二氧化硫的作用，为待测气体的充分检测提供更多的概率。
2.根据权利要求1的二氧化硫在线监测方法，其特征在于，所述二氧化硫传感器为英国CITY的3SF/F二氧化硫传感器。
3.根据权利要求1的二氧化硫在线监测方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：根据二氧化硫传感器的输出信号，判断是否超过预定阈值；如果超过，则启动报警信息；否则采用氮气通过二氧化硫传感器进行清洗。
4.根据权利要求1的二氧化硫在线监测方法，其特征在于，所述紫外光源包括真空紫外灯、氙灯、紫外激光器中的至少一种。
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