CN106770523A - 空气中多组分气体浓度检测装置及方法 - Google Patents
空气中多组分气体浓度检测装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106770523A CN106770523A CN201611264696.4A CN201611264696A CN106770523A CN 106770523 A CN106770523 A CN 106770523A CN 201611264696 A CN201611264696 A CN 201611264696A CN 106770523 A CN106770523 A CN 106770523A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- gas
- concentration detection
- gas concentration
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 21
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 claims description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 75
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000011410 subtraction method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/34—Purifying; Cleaning
Abstract
本发明涉及一种空气中多组分气体浓度检测装置，包括：气体室，所述气体浓度检测装置进一步包括：处理单元，所述处理单元包括并联设置的缓冲罐和处理池，所述处理池用于滤除空气中的待测组分；所述处理单元连接所述气体室，且位于所述气体室的上游；所述气体室内设有传感器；切换阀，所述切换阀连接进气口与处理单元，空气通过所述切换阀选择性地进入所述缓冲罐或处理池。本发明具有结构简单、操作方便、检测结果准确可靠等优点。
Description
技术领域
本发明涉及空气污染物监测领域，特别涉及一种基于单传感器的多组分气体浓度的检测装置及方法。
背景技术
空气中的污染物浓度过高会损害人体的健康，因此需要对空气中的多种气体浓度进行监测。电化学气体传感器由于成本低、响应快、灵敏度高、线性度好等优点，常被用于空气中ppb级别气体浓度的测量。然而，气体传感器受温湿度影响较大，而实际测量中温湿度不断变化，因此传感器不可避免地会发生非常明显的基线漂移。除此之外，气体传感器容易受到其他气体的交叉干扰，使得单个传感器无法实现准确测量，必须依赖其它传感器测量出干扰气体的浓度，通过扣除的方法减小干扰气体的影响；但是，干扰气体种类众多，而且浓度变化较大，干扰气体测量误差最终会引入到受干扰目标气体的测量，因此无法完全扣除干扰气体对目标测量气体的影响。
为消除传感器受温湿度与交叉干扰的影响，目前采用以下两种方式，但各有缺点：
1、通过温湿度测试预先设定温度补偿、湿度补偿曲线，但由于传感器之间一致性差，需分别对每个传感器做曲线，操作复杂，且补偿曲线存在误差；
2、利用神经网络等自学习方法在现场进行长期数据测试，将传感器响应浓度、温湿度、交叉干扰等作为输入端，参比仪表作为学习对象，得到传感器的真实浓度，但是由于温度(-30℃～50℃)、湿度(0～100％)范围较广，且算法复杂，使得学习周期长，费时费力。
发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种结构简单、操作方便，主动消除基线与气体间交叉干扰影响，检测结果准确可靠的单传感器多组分气体浓度检测装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种空气中多组分气体浓度检测装置，包括：气体室，所述气体浓度检测装置进一步包括：
处理单元，所述处理单元包括并联设置的缓冲罐和处理池，所述处理池用于滤除空气中的待测组分；所述处理单元连接所述气体室，且位于所述气体室的上游；所述气体室内设有传感器；
切换阀，所述切换阀连接进气口与处理单元，空气通过所述切换阀选择性地进入所述缓冲罐或处理池。
根据上述的气体浓度检测装置，优选地，所述处理池至少二个且并联设置。
根据上述的气体浓度检测装置，优选地，空气经过所述处理池后，湿度和压力不受影响。
根据上述的气体浓度检测装置，可选地，所述处理池内设有吸附器或催化过滤器或电化学去除装置。
根据上述的气体浓度检测装置，可选地，所述处理池包括O3过滤池、NO2过滤池和CO过滤池。
根据上述的气体浓度检测装置，优选地，所述传感器为二氧化硫传感器。
根据上述的气体浓度检测装置，优选地，所述气体浓度检测装置进一步包括：
五通接头，所述五通接头设置在所述处理单元与气体室之间，气体处理单元输出的不同气路气体通过所述五通接头的不同接口进入所述气体室。
根据上述的气体浓度检测装置，优选地，所述五通接头上设有温度传感器和湿度传感器。
本发明还提供一种空气中多组分气体浓度检测方法，所述气体浓度检测方法包括以下步骤：
(A1)提供上述的气体浓度检测装置，调节切换阀，空气进入缓冲罐，经传感器获得空气的响应值C空气；
(A2)调节切换阀，空气进入处理池，所述处理池滤除空气中的待测组分，经传感器获得不含待测组分的空气的响应值Ci；
(A3)计算得到所述待测组分的浓度C＝C空气-Ci。
根据上述的气体浓度检测方法，优选地，调节切换阀，使空气依次进入并联设置的至少二个处理池中，从而获得多种待测组分的浓度。
根据上述的气体浓度检测方法，优选地，所述气体浓度检测方法进一步包括以下步骤：
(B1)调节切换阀，零气和标准气体依次进入缓冲罐，分别对传感器零点和量程进行校准；
(B2)通入标准浓度的待测组分，传感器输出测量值，计算获得待测组分的校正系数Ki＝C标准/C测量；进入(A1)步骤。
获得校正后的待测组分浓度C校＝Ki·(C空气-Ci)。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、本发明的浓度检测装置摒弃被动式的扣除方法，通过传感器对空气的响应值与滤除待测组分后的空气对传感器的响应值的差值获得待测组分的浓度，主动消除基线与气体间交叉干扰影响，结构简单、测量结果准确可靠。
2、本发明的浓度检测装置通过并列设置的多个处理池，采用单传感器实现了空气中多种待测组分的单独测量，操作简便、效率高。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明实施例1的气体浓度检测装置的结构示意图。
实施方式
图1以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1
图1示意性地给出了本实施例的气体浓度检测装置的结构简图，如图1所示，所述气体浓度检测装置包括：
切换阀1，所述切换阀连接进气口与处理单元2，空气通过所述切换阀选择性地进入所述缓冲罐或处理池；
处理单元2，所述处理单元包括并联设置的缓冲罐21和处理池22、23、24，所述处理池用于滤除空气中的待测组分；
气体室3，所述气体室连接所述处理单元，且位于所述处理单元的下游；所述气体室内设有传感器；
真空泵4，所述真空泵连接所述气体室和排气口。
空气中存在多种对人体健康造成损害的污染物质，如O3、NO2和CO等，为了仅采用单传感器来实现多组分气体的浓度检测，故，所述处理池至少二个且并联设置，空气依次通过不同的处理池，所述处理池内设有活性炭吸附器或催化过滤器或电化学去除装置以滤除空气中待测组分，通过传感器对空气的响应值与滤除待测组分后的空气对传感器的响应值的差值获得待测组分的浓度。
为了便于所述处理单元与气体室之间的连接，故：
进一步地，所述气体浓度检测装置还包括：
五通接头，所述五通接头设置在所述处理单元与气体室之间，气体处理单元输出的不同气路气体通过所述五通接头的不同接口进入所述气体室。
为了对处理池的运行情况进行监控，故：
进一步地，所述五通接头上设有温度传感器和湿度传感器，通过监测处理单元输出气体的温湿度值来发现处理池的处理情况，若缓冲罐排出的气体温湿度与处理池排出的气体温湿度发生变化，即说明处理池异常，需停机检查。
本实施例还提供一种空气中多组分气体浓度检测方法，所述气体浓度检测方法包括以下步骤：
(A1)提供本实施例的气体浓度检测装置，调节切换阀，空气进入缓冲罐，经传感器获得空气的响应值C空气；
(A2)调节切换阀，空气进入处理池，所述处理池滤除空气中的待测组分，经传感器获得不含待测组分的空气的响应值Ci；
(A3)计算得到所述待测组分的浓度C＝C空气-Ci。
根据上述的气体浓度检测方法，优选地，调节切换阀，使空气依次进入并联设置的至少二个处理池中，从而获得多种待测组分的浓度。
传感器在使用前或使用一段时间后，均需要进行校准，以确保检测结果的准确性，故：
进一步地，所述气体浓度检测方法还包括以下步骤：
(B1)调节切换阀，零气和标准气体依次进入缓冲罐，分别对传感器零点和量程进行校准；
(B2)通入标准浓度的待测组分，传感器输出测量值，计算获得待测组分的校正系数Ki＝C测量/C标准；进入(A1)步骤；
获得校正后的待测组分浓度C校＝Ki·(C空气-Ci)。
本实施例的益处在于：采用差分法对多组分气体浓度进行检测，操作简便、效率高、检测结果准确可靠。
实施例2
本发明实施例1的气体浓度检测装置在空气污染物监测领域的应用例。
在该应用例中，空气中的待测污染组分为O3、NO2和CO，切换阀为一进四出的电磁阀，处理池包括并列设置的O3过滤池、NO2过滤池和CO过滤池，上述过滤池均采用电化学方式进行待测污染组分的过滤；气体池内设有二氧化硫传感器；所述真空泵为微型真空泵。通过电磁阀的切换，使得空气依次进入缓冲罐、气体池进行空气响应值的检测，进入O3过滤池、气体池进行滤除O3后的空气响应值的检测，进入NO2过滤池、气体池进行滤除NO2后的空气响应值的检测，进入CO过滤池、气体池进行滤除CO后的空气响应值的检测，进而通过差值法获得空气中O3、NO2和CO的浓度。
本发明实施例中的处理池并不局限于O3过滤池、NO2过滤池和CO过滤池，所述过滤池是根据待测组分进行选择的，一个、两个或多个并联设置的不同的过滤池均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空气中多组分气体浓度检测装置，包括：气体室，其特征在于：所述气体浓度检测装置进一步包括：
处理单元，所述处理单元包括并联设置的缓冲罐和处理池，所述处理池用于滤除空气中的待测组分；所述处理单元连接所述气体室，且位于所述气体室的上游；所述气体室内设有传感器；
切换阀，所述切换阀连接进气口与处理单元，空气通过所述切换阀选择性地进入所述缓冲罐或处理池。
2.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置，其特征在于：所述处理池至少二个且并联设置。
3.根据权利要求2所述的气体浓度检测装置，其特征在于：空气经过所述处理池后，湿度和压力不受影响。
4.根据权利要求3所述的气体浓度检测装置，其特征在于：所述处理池内设有吸附器或催化过滤器或电化学去除装置。
5.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置，其特征在于：所述处理池包括O3过滤池、NO2过滤池和CO过滤池。
6.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置，其特征在于：所述气体浓度检测装置进一步包括：
五通接头，所述五通接头设置在所述处理单元与气体室之间，气体处理单元输出的不同气路气体通过所述五通接头的不同接口进入所述气体室。
7.根据权利要求6所述的气体浓度检测装置，其特征在于：所述五通接头上设有温度传感器和湿度传感器。
8.一种空气中多组分气体浓度检测方法，其特征在于：所述气体浓度检测方法包括以下步骤：
(A1)提供权利要求1-7任一所述的气体浓度检测装置，调节切换阀，空气进入缓冲罐，经传感器获得空气的响应值C空气；
(A2)调节切换阀，空气进入处理池，所述处理池滤除空气中的待测组分，经传感器获得不含待测组分的空气的响应值Ci；
(A3)计算得到所述待测组分的浓度C＝C空气-Ci。
9.根据权利要求8所述的气体浓度检测方法，其特征在于：调节切换阀，使空气依次进入并联设置的至少二个处理池中，从而获得多种待测组分的浓度。
10.根据权利要求8或9所述的气体浓度检测方法，其特征在于：所述气体浓度检测方法进一步包括以下步骤：
(B1)调节切换阀，零气和标准气体依次进入缓冲罐，分别对传感器零点和量程进行校准；
(B2)通入标准浓度的待测组分，传感器输出测量值，计算获得待测组分的校正系数Ki＝C标准/C测量；进入(A1)步骤；
获得校正后的待测组分浓度C校＝Ki·(C空气-Ci)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611264696.4A CN106770523A (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 空气中多组分气体浓度检测装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611264696.4A CN106770523A (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 空气中多组分气体浓度检测装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106770523A true CN106770523A (zh) | 2017-05-31 |
Family
ID=58951765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611264696.4A Pending CN106770523A (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 空气中多组分气体浓度检测装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106770523A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111487304A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-08-04 | 欧阳彬 | 监测气体浓度的设备和方法及传感器 |
| WO2020237513A1 (zh) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 深圳智人环保科技有限公司 | 一种消除环境温湿度变化影响的气体检测系统及其方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101368885A (zh) * | 2008-09-08 | 2009-02-18 | 无锡尚沃生物科技有限公司 | 气体自动取样与输送装置 |
| CN101368921A (zh) * | 2008-09-08 | 2009-02-18 | 无锡尚沃生物科技有限公司 | 高灵敏度与高选择性气体传感器 |
| CN103487481A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-01-01 | 无锡市尚沃医疗电子股份有限公司 | 一种呼气氨气分析仪 |
| CN104350382A (zh) * | 2012-05-30 | 2015-02-11 | 贝科技术有限公司 | 用于检测气体中的烃组分同时考虑横向灵敏度的测量设备和方法 |
| CN105527414A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-27 | 无锡市尚沃医疗电子股份有限公司 | 利用一个气体传感器测量多种呼出气体浓度的方法和装置 |
| CN206440661U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-25 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 空气中多组分气体浓度检测装置 |
-
2016
- 2016-12-30 CN CN201611264696.4A patent/CN106770523A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101368885A (zh) * | 2008-09-08 | 2009-02-18 | 无锡尚沃生物科技有限公司 | 气体自动取样与输送装置 |
| CN101368921A (zh) * | 2008-09-08 | 2009-02-18 | 无锡尚沃生物科技有限公司 | 高灵敏度与高选择性气体传感器 |
| CN104350382A (zh) * | 2012-05-30 | 2015-02-11 | 贝科技术有限公司 | 用于检测气体中的烃组分同时考虑横向灵敏度的测量设备和方法 |
| CN103487481A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-01-01 | 无锡市尚沃医疗电子股份有限公司 | 一种呼气氨气分析仪 |
| CN105527414A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-27 | 无锡市尚沃医疗电子股份有限公司 | 利用一个气体传感器测量多种呼出气体浓度的方法和装置 |
| CN206440661U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-25 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 空气中多组分气体浓度检测装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020237513A1 (zh) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 深圳智人环保科技有限公司 | 一种消除环境温湿度变化影响的气体检测系统及其方法 |
| CN112352153A (zh) * | 2019-05-29 | 2021-02-09 | 深圳智人环保科技有限公司 | 一种消除环境温湿度变化影响的气体检测系统及其方法 |
| US11460434B2 (en) | 2019-05-29 | 2022-10-04 | Sapiens Environmental Technology Co., Ltd. | Gas detection system with eliminating influence of ambient temperature and humidity changes and the method thereof |
| CN111487304A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-08-04 | 欧阳彬 | 监测气体浓度的设备和方法及传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104898719B (zh) | 污染源voc浓度及排放总量实时监控系统 | |
| CN106461592B (zh) | 气体成分浓度测量装置和用于测量气体成分浓度的方法 | |
| KR101131958B1 (ko) | 가스 농도 측정방법 및 이에 사용되는 가스 농도 측정장치 | |
| EP3978910A1 (en) | Gas detection system that removes influence of ambient temperature or humidity change, and method for same | |
| CN108779926A (zh) | 空气净化器及空气净化方法 | |
| CN107389387A (zh) | 便携式痕量汞分析仪 | |
| KR101797637B1 (ko) | 교정장치 및 이를 구비한 가스성분 분석장치 | |
| CN107402287A (zh) | 空气质量检测仪的校验装置及校验方法 | |
| CN106770523A (zh) | 空气中多组分气体浓度检测装置及方法 | |
| JP2017219499A (ja) | 赤外線ガス分析装置 | |
| CN107265407A (zh) | 臭氧发生装置 | |
| CN108120798A (zh) | 传感器装置、空气净化器及气体测量方法 | |
| CN206440661U (zh) | 空气中多组分气体浓度检测装置 | |
| JP2008164609A (ja) | 希釈装置 | |
| CN102762972B (zh) | 用于确定散射光测量设备的测量结果质量的方法和装置 | |
| TWI581305B (zh) | 檢測污染位置的設備、檢測污染位置的方法及電腦可讀取記錄媒體 | |
| CN104977388B (zh) | 用于对空气净化器及空气净化材料的净化率进行检测的检测系统及检测方法 | |
| EP2581738B1 (en) | Calibration technique for calibrating a zirconium oxide oxygen sensor and calibrated sensor | |
| CN102778445B (zh) | 一种标态干基智能分析仪和检测方法 | |
| CN103913404A (zh) | 大气气溶胶挥发特性测量仪的气体温度控制系统及应用 | |
| CN109655870B (zh) | 流气式氡源任意调节氡析出率及有效衰变常数的装置及方法 | |
| CN107449875B (zh) | 一种有机废物处理设施恶臭气体检测设备 | |
| CN106770940A (zh) | 一种气体分析仪系统的检查装置 | |
| JP2007256108A (ja) | 発振型センサの利得制御方法、発振型センサ装置、蒸発燃料状態検出装置及び内燃機関のコントロールユニット | |
| CN202814872U (zh) | 管道内气体的监测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210325 Address after: Hangzhou City, Zhejiang province Binjiang District 310052 shore road 760 Applicant after: Focused Photonics (Hangzhou), Inc. Applicant after: Meijing digital technology (Hangzhou) Co.,Ltd. Address before: Hangzhou City, Zhejiang province Binjiang District 310052 shore road 760 Applicant before: Focused Photonics (Hangzhou), Inc. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170531 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |