CN106353452A - 一种挥发性有机物的在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挥发性有机物的在线监测系统，其包括探头、采样管、分水过滤器、至少一个冷凝器、至少一个蠕动泵、至少一个排水装置、电磁三通阀、气体分析仪和PLC控制系统；所述采样管通过探头获取到待检测气体，并通过分水过滤器、冷凝器、电磁三通阀到达气体分析仪，然后气体分析仪对待检测气体进行检测并将检测结果发送到PLC控制系统，以便工作人员方便查看检测结果。本发明不仅解决了监测数据的实时性，还能够对高温高湿的气体进行在线监测。
Description
技术领域
本发明涉及监控系统，尤其涉及一种挥发性有机物的在线监测系统。
背景技术
现如今环境的问题，越来越受到人们的关注。因此，VOCs包括烷类、芳香烃类、酸酯类、醛类等，人为排放主要来源于生产生活中的不完全燃烧过程和涉及有机产品挥发逸散过程的工业领域,例如石油化工产业、家具涂料工业、印染工业等。VOCs也即是日常所说的挥发性有机物。对于工业生产中所产的挥发性有机物比人为排放的要多的多，因此工业生产中所产生的VOCs，进行在线监测非常的重要。但是一般来说对于挥发性有机物的排放监测是使用VOCs手持式进行人工定时抽检，但是这种检测数据实时性不够，精度不够高，对于高温高湿环境下手持式仪器很可能就无法检测。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种挥发性有机物的在线监测系统，其能解决现有技术中检测数据实时性不够，精度不高的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
本发明提供了一种挥发性有机物的在线监测系统，包括探头、采样管、分水过滤器、至少一个冷凝器、至少一个排水装置、电磁三通阀、气体分析仪和PLC控制系统；
所述探头安装于烟道上，所述采样管的一端与探头连接，采样管的另一端与分水过滤器的进气口连接；分水过滤器的出气口与其中一个冷凝器的进气口连接，分水过滤器的出水口与对应的排水装置连接；所述每一个冷凝器的出水口与对应的排水装置连接；其中一个冷凝器的出气口与电磁三通阀的A口连接；电磁三通阀的B口与气体分析仪的一端连接，从而使得待检测气体依次通过冷凝器、电磁三通阀到达气体分析仪；所述气体分析仪与所述PLC控制系统电性连接；所述气体分析仪的另一端与第一出气口连接；
所述采样管用于采集所述探头中的待检测气体；所述待检测气体依次通过分水过滤器、冷凝器、电磁三通阀到达气体分析仪，所述气体分析仪对待检测气体进行计算处理，并将计算结果发送给PLC控制系统。
优选地，还包括标准校零气瓶，所述标准校零气瓶与电磁三通阀的C口连接；所述PLC控制系统包括校零模式和正常模式，当PLC控制系统处于正常模式时，电磁三通阀的A口与B口连接；当PLC控制系统处于校零模式时，电磁三通阀的C口与B口连接。
优选地，还包括精密过滤器，所述精密过滤器的一端与电磁三通阀的B口连接，另一端与气体分析仪连接。
优选地，还包括电子流量计，所述电子流量计的一端与精密过滤器连接，另一端与气体分析仪连接。
优选地，还包括温湿度报警器，所述温湿度报警器的一端与电子流量计连接，另一端与气体分析仪连接；所述温湿度报警器还与PLC控制系统电性连接。
优选地，所述温湿度报警器包括温度传感器、蜂鸣器和指示灯，所述温度传感器、蜂鸣器、指示灯分别与PLC控制系统电性连接。
优选地，所述冷凝器有两个，分别记为第一冷凝器和第二冷凝器；所述排水装置有两个，排水装置包括蠕动泵和排水管，分别记为第一蠕动泵、第一排水管和第二蠕动泵、第二排水管；所述第一冷凝器的进气口与分水过滤器的出气口连接，第一冷凝器的出气口通过抽气泵与第二冷凝器的进气口连接，所述第二冷凝器的出气口与电磁三通阀的A口连接；第一冷凝器的出水口通过第一蠕动泵与第一排水管连接；第二冷凝器的出水口通过第二蠕动泵与第二排水管连接；分水过滤器的出水口通过第一蠕动泵与第一排水管连接。
优选地，还包括三通阀，所述三通阀的A口与冷凝器的出气口连接，三通阀的B口与电磁三通阀的A口连接，三通阀的C口与第二出气口连接。
优选地，还包括针型阀，所述三通阀的C口还通过针型阀与第二出气口连接。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明不仅实现了气体的实时在线监测，还能够对恶劣环境下的气体进行监测。另外，本发明还配置各种预警装置，保证了设备稳定、高效的工作；采用校零模式，可定时检测设备是否正常运转。
附图说明
图1为本发明提供的一实施例的结构示意图。
图中：1、采样管；2、分水过滤器；21、分水过滤器的进气口；22、分水过滤器的出气口；23、分水过滤器的出水口；31、第一冷凝器；32、第二冷凝器；33、抽气泵；311、第一冷凝器的进气口；312、第一冷凝器的出气口；313、第一冷凝器的出水口；321、第二冷凝器的进气口；322、第二冷凝器的出气口；323、第二冷凝器的出水口；41、第一蠕动泵；42、第二蠕动泵；51、第一排水管；52、第二排水管；53、第三排水管；6、三通阀；7、电磁三通阀；8、精密过滤器；9、电子流量计；10、温湿度报警器；11、气体分析仪；12、针型阀；13、标准校零气瓶。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，本发明提供了一种挥发性有机物的在线监测系统，其包括采样单元、预处理单元、校正单元、分析计算单元和中央控制单元。所述采样单元用于采集待检测气体，所述预处理单元用于对待检测气体进行除尘、除湿、净化等，校正单元用于校正监测系统，所述分析计算单元用于对待检测气体分析计算并得出检测结果，所述中央控制单元用于控制该监测系统中的仪器的工作以及显示检测结果。
所述采样单元包括探头和采样管1，其中探头安装于烟道上，采样管1的一端与探头连接，待检测气体通过探头进入到采样管1中。
所述预处理单元包括分水过滤器2、冷凝器、三通阀6、电磁三通阀7、精密过滤器8、电子流量计9、温湿度报警器10、抽气泵33、和排水装置。该预处理单元是用于对待检测气体进行检测之前的处理，比如进行过滤水气、除尘、除湿等等。
本发明中优选实施例，冷凝器有两个，分别为第一冷凝器31和第二冷凝器32；所述排水装置有两个，排水装置包括蠕动泵和排水管，分别记为第一蠕动泵41、第一排水管51和第二蠕动泵42、第二排水装置52；分水过滤器的进气口21与采样管1连接，分水过滤器的出水口23通过第一蠕动泵41与第一排水管51连接。分水过滤器的进气口21用于采集采样管1中的待检测气体。当待检测气体进入到分水过滤器2后，将过滤掉的水分通过第一蠕动泵41进入到第一排水管51，从而将过滤掉的水分排出。而过滤后的待检测气体通过分水过滤器的出气口22进入到第一冷凝器31中。所述第一冷凝器的进气口311与分水过滤器的出气口22连接，第一冷凝器31用于接收通过分水过滤器2过滤后的待检测气体。第一冷凝器的出气口312与第二冷凝器的进气口321通过抽气泵33连接，第二冷凝器的出气口322还与三通阀6的A口连接。将抽气泵33设置在第二冷凝器32和第一冷凝器31中间，可有效保护了该抽气泵33不被水汽污染，提高了抽气泵33的使用寿命。第一冷凝器的出水口313通过第一蠕动泵41与第一排水管51连接，第二冷凝器的出水口323还通过第二蠕动泵42与第二排水管52连接。这样探头所采集的待检测气体通过采样管1进入分水过滤器2、第一冷凝器31、抽气泵33和第二冷凝器32，对该待检测气体进行过滤处理，将过滤掉的水排出，以免在检测时，待检测气体水汽较多，导致其他设备的损坏或者检测结果不准确。
该待检测气体分为两部分流出，其中一部分通过三通阀6的A口与C口从第二出气口流出，另一部分通过电磁三通阀7的A口进入，从B口出来依次进入到精密过滤器8、电子流量计9以及温湿度报警器10等仪器中，然后经过分析计算单元处理后，从第一出气口流出。另外，所述三通阀6还通过针型阀12与第二出气口连接，针型阀12可用于调节气体的流量大小。也即是通过三通阀6将待检测气体进行分流，还可通过针型阀12来控制分流大小的问题。这样可保证在气体流量多的时候，通过调整针型阀12来保证气体的分流正常。比如当气体流量过大时，可调节针型阀12将第二出气口的气体流量调大，这样就可以避免电磁三通阀7的C口的气体流量较多，导致检测气体结果的不准确。
所述精密过滤器8对待检测气体进一步进行过滤，该精密过滤器8的精度可进行预设，可通过不同的需求设置不同的精度；该精密过滤器8用于进一步对待检测气体进行净化、除尘、除湿等功能。所述电子流量计9用于对于待检测气体的密度进行调整，该电子流量计9的范围也是可调节的，通过系统预设在一定的范围，比如0～350CHL/min。温湿度报警器10是对待检测气体的温湿度进行检测，该温湿度报警器10包括温度传感器、湿度传感器、指示灯、蜂鸣器等，温度传感器、湿度传感器、指示灯、蜂鸣器分别与PLC控制系统连接。当温度传感器所检测到的待检测气体温度超过预设温度、或者当湿度传感器所检测的待检测气体湿度超过预设湿度时，PLC控制系统控制指示灯或者蜂鸣器的工作，向工作人员发出报警，从而可有效防止当待检测气体温度高或者湿度过高时，使得气体分析仪11损坏以及冷凝器失效。一般来说，该预设温度设置为20度，预设湿度可设置为90％RH(其值是指相对湿度)，也即是当待检测气体温度超过预设温度或者待检测气体湿度超过预设湿度时，该监控系统会停止采气，并通知报警的方式提醒维护人员，这样就可避免冷凝器失效以及气体分析仪11的正常工作，延长了该监测系统中各种仪器的使用寿命。通过上述装置，可将待检测气体进行一系列的净化、除尘、除湿、除水汽等工作，保证了待检测气体在进行气体分析计算时是干净、恒温、流量温度的气体，确保了测量的准确性和长期可靠性。另外，精密过滤器8、电子流量计9和温湿度报警器10等预处理的仪器，可根据不同的需求设置不同的仪器，也即是都可以安装于该监测系统中，也可以选择其中的一种或者两种，比如只安装温湿度报警器10、电子流量计9也是可以完成该监测系统的功能。
待检测气体通过上述仪器进行除尘、除湿、净化等操作后，可进行分析计算。优选地，所述分析计算单元包括气体分析仪11，通过预处理单元处理后的待检测气体进入到气体分析仪11后到达第二出口。通过探头采集到的待检测气体通过气体分析仪11，并对待检测气体进行检测分析计算得到该待检测气体的检测结果。该气体分析仪11可采用光离子气体检测器PID，对待检测气体进行检测分析。
中央控制单元是以PLC控制系统为控制中枢、触摸屏为人机交换系统。温湿度报警器10与PLC控制系统连接，气体分析仪11与PLC控制系统电性连接。气体分析仪11所检测的待检测气体的检测结果通过触摸屏显示出来，这样用户通过触摸屏直观地显示出来检测结果。
所述校正单元包括标准校零气瓶13，所述标准校零气瓶13与电磁三通阀7的C口连接。优选地，标准校零气瓶13也通过第三排水管53与电磁三通阀7的C口连接，这样可有效将标准校零气瓶13中的标准校零气体的水分过滤下来。另外，该监测系统还具有自动启动校零功能，也即是PLC控制系统可控制该监测系统自动切换校零模式和正常模式。标准校零气体在出厂时，其各项检测数据指标都是固定的。该监测系统具有校零模式和正常模式。在正常模式下，电磁三通阀7的A口和B口接通，待检测气体进入到气体分析仪11进行在线监测。在校零模式下，电磁三通阀7的B口和C口接通，标准校零气体进入气体分析仪11进行在线监测。也即是，当达到了预设时间后，电磁三通阀7的C口和B口接通(此时，A口与B口不接通)，使得标准校零气体流入气体分析仪11，使得系统进入校零模式，该校零模式设定时间为10分钟。监测系统对该标准校零气体进行检测，并得到零点值，然后将该零点值与出厂时的标准零点气体的零点基准值进行对比，若零点值与零点基准值的差值若在一定的范围之内，则认为该监测系统是正常的，若该差值超过一定的范围，则认为该监测系统是不正常的，系统会发出报警提示，提示维护人员进行手动调节或者维修。该范围可设定为±5％。所述预设时间是指该监测系统进入一次校零模式的时间，可根据实际的需求进行设定，比如设置15天。
本发明实现了气体的实时在线连续监控。另外，对气体进行检测之前，通过首先对气体进行除湿、除水、除尘等操作，使得检测气体时不受其他干扰因素影响，使得检测结果更准确，进一步保证了气体分析仪11的使用寿命。该系统中还配置了能够检测温度、流速等设备，可通过检测气体温度是否超过预设范围以及气体的流量是否过大，以免造成设备的损坏。该系统还采用校零模式定时检测设备是否正常，一旦发现设备不能正常运转，则向工作人员发出报警。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，包括探头、采样管、分水过滤器、至少一个冷凝器、至少一个排水装置、电磁三通阀、气体分析仪和PLC控制系统；
所述探头安装于烟道上，所述采样管的一端与探头连接，采样管的另一端与分水过滤器的进气口连接；分水过滤器的出气口与其中一个冷凝器的进气口连接，分水过滤器的出水口与对应的排水装置连接；所述每一个冷凝器的出水口与对应的排水装置连接；其中一个冷凝器的出气口与电磁三通阀的A口连接；电磁三通阀的B口与气体分析仪的一端连接，从而使得待检测气体依次通过冷凝器、电磁三通阀到达气体分析仪；所述气体分析仪与所述PLC控制系统电性连接；所述气体分析仪的另一端与第一出气口连接；
所述采样管用于采集所述探头中的待检测气体；所述待检测气体依次通过分水过滤器、冷凝器、电磁三通阀到达气体分析仪，所述气体分析仪对待检测气体进行计算处理，并将计算结果发送给PLC控制系统。
2.如权利要求1所述挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，还包括标准校零气瓶，所述标准校零气瓶与电磁三通阀的C口连接；所述PLC控制系统包括校零模式和正常模式，当PLC控制系统处于正常模式时，电磁三通阀的A口与B口连接；当PLC控制系统处于校零模式时，电磁三通阀的C口与B口连接。
3.如权利要求1所述挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，还包括精密过滤器，所述精密过滤器的一端与电磁三通阀的B口连接，另一端与气体分析仪连接。
4.如权利要求3所述挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，还包括电子流量计，所述电子流量计的一端与精密过滤器连接，另一端与气体分析仪连接。
5.如权利要求4所述挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，还包括温湿度报警器，所述温湿度报警器的一端与电子流量计连接，另一端与气体分析仪连接；所述温湿度报警器还与PLC控制系统电性连接。
6.如权利要求5所述挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，所述温湿度报警器包括温度传感器、蜂鸣器和指示灯，所述温度传感器、蜂鸣器、指示灯分别与PLC控制系统电性连接。
7.如权利要求1所述挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，所述冷凝器有两个，分别记为第一冷凝器和第二冷凝器；所述排水装置有两个，排水装置包括蠕动泵和排水管，分别记为第一蠕动泵、第一排水管和第二蠕动泵、第二排水管；所述第一冷凝器的进气口与分水过滤器的出气口连接，第一冷凝器的出气口通过抽气泵与第二冷凝器的进气口连接，所述第二冷凝器的出气口与电磁三通阀的A口连接；第一冷凝器的出水口通过第一蠕动泵与第一排水管连接；第二冷凝器的出水口通过第二蠕动泵与第二排水管连接；分水过滤器的出水口通过第一蠕动泵与第一排水管连接。
8.如权利要求1所述挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，还包括三通阀，所述三通阀的A口与冷凝器的出气口连接，三通阀的B口与电磁三通阀的A口连接，三通阀的C口与第二出气口连接。
9.如权利要求8所述挥发性有机物的在线监测系统，其特征在于，还包括针型阀，所述三通阀的C口还通过针型阀与第二出气口连接。
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