CN106841536A - 一种VOCs检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VOCs检测仪，包括一清洗装置，一传感器探头及一检测主机，清洗装置包括有一气体管路、一清洗探头、一电磁阀及一采样气泵，工作时，检测主机根据传感器探头所获取的VOCs数据算出传感器探头的实时灵敏度值，当该实时灵敏度值低于预设灵敏度值时，检测主机控制清洗装置中的电磁阀切换使清洗通道连通气体管路，使采样气体在内循环管路中循环流动，以对传感器探头进行清洗，且清洗结束时检测主机控制传感器探头自动进行零点校准。如此，有效地避免了VOCs检测仪长时间工作在VOCs气体中而造成的传感器探头的灵敏度下降及零点漂移大等问题，有利于延长VOCs检测仪的使用寿命，提高其检测准确性。
Description
技术领域
本发明涉及气体监测领域，尤其涉及一种VOCs检测仪。
背景技术
挥发性有机物简称VOCs(Votatile Organic Compounds)，指正常状态下(20℃，101.3kPa)，蒸气压在13.3Pa以上，沸点在260℃以下的有机化学物质。
在不同的环境下，VOCs的来源不同。在室外，主要来自燃料燃烧和交通运输产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染等；在室内，则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾，建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身的排放等，或者在室内装饰过程中的油漆、涂料和胶粘剂。VOCs遍布人类生活的所有环境中，也是大气中对环境影响最为严重的有机污染物，大气中的VOCs包括有苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸、石油烃化合物等，可以说是种类繁多且成分复杂。常温下，VOCs可以蒸气的形式存在于空气中，不仅对环境造成影响，也直接影响着人类的健康。对环境而言，VOCs还与NOx在光合作用下发生光化学反应，引起光化学烟雾，通过吸收红外线引起温室效应等；对于人类健康而言，VOCs易被皮肤、粘膜等吸收，对人体产生急性损害，VOCs中的许多物质有致癌、致畸、致突变性，这些物质干扰人体内的呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统等，具有遗传毒性及引起“雌性化”的严重后果，对环境安全和人类生存繁衍构成威胁。
为了检测大气中或特殊环境下的VOCs的浓度，目前市场上出现了VOCs检测仪，它们通过采样的方式进行检测。这些检测仪的传感器长期采集大气中的VOCs，导致传感器长期处于高信号输出的工作状态，各方面性能变差，灵敏度下降。此外，由于传感器采样探头长期采取大气中的VOCs，受污染严重，造成实际输入信号与VOCs检测仪中的显示数据不一致，发生了零点漂移，导致检测数据不准确。
鉴于此，有必要寻找一种可避免灵敏度下降及零点漂移的VOCs检测仪，以便长期检测大气。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种VOCs检测仪，旨在解决目前VOCs检测仪长期使用后灵敏度降低、零点漂移大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：
一种VOCs检测仪，包括：
一清洗装置，包括有一气体管路、一接入于所述气体管路中的清洗探头、一接入于所述气体管路中的电磁阀及一连接于所述气体管路的采样气泵，其中，所述清洗探头至少包括有一清洗通道及一检测通道，通过所述电磁阀的切换而使所述清洗通道或检测通道择一连通所述气体管路，所述清洗通道中装置有用以吸附VOCs气体的吸附物，当所述清洗通道连通所述气体管路时，所述气体管路构成一内循环管路；
一传感器探头，对应于所述清洗探头的出气方向处而设置于所述气体管路中，用于获取采样气体中的VOCs数据；
一检测主机，分别与所述传感器探头、电磁阀、采样气泵连接，所述检测主机根据传感器探头所获取的VOCs数据算出传感器探头的实时灵敏度值，当所述检测主机判断所述实时灵敏度值低于预设灵敏度值时，所述检测主机控制所述电磁阀切换使所述清洗通道连通所述气体管路，使采样气体在所述内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对所述传感器探头进行清洗，且清洗结束时所述检测主机控制所述传感器探头自动进行零点校准。
一种VOCs检测仪，包括：
一清洗装置，包括有一气体管路、一接入于所述气体管路中的清洗探头、一接入于所述气体管路中的电磁阀及一连接于所述气体管路的采样气泵，其中，所述清洗探头至少包括有一清洗通道及一检测通道，通过所述电磁阀的切换而使所述清洗通道或检测通道择一连通所述气体管路，所述清洗通道中装置有用以吸附VOCs气体的吸附物，当所述清洗通道连通所述气体管路时，所述气体管路构成一内循环管路；
一传感器探头，对应于所述清洗探头的出气方向处而设置于所述气体管路中，用于获取采样气体中的VOCs数据；
一检测主机，分别与所述传感器探头、电磁阀、采样气泵连接，所述检测主机根据传感器探头所获取的VOCs数据算出传感器探头的实时灵敏度值，且所述检测主机上设有一定时清洗时间，当所述检测主机判断所述实时灵敏度值低于预设灵敏度值或者到达所述定时清洗时间时，所述检测主机控制所述电磁阀切换使所述清洗通道连通所述气体管路，使采样气体在所述内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对所述传感器探头进行清洗，且清洗结束时所述检测主机控制所述传感器探头自动进行零点校准。
一种VOCs检测仪，包括：
一清洗装置，包括有一气体管路、一接入于所述气体管路中的清洗探头、一接入于所述气体管路中的电磁阀及一连接于所述气体管路的采样气泵，其中，所述清洗探头至少包括有一清洗通道及一检测通道，通过所述电磁阀的切换而使所述清洗通道或检测通道择一连通所述气体管路，所述清洗通道中装置有用以吸附VOCs气体的吸附物，当所述清洗通道连通所述气体管路时，所述气体管路构成一内循环管路；
一传感器探头，对应于所述清洗探头的出气方向处而设置于所述气体管路中，用于获取采样气体中的VOCs数据；
一检测主机，分别与所述传感器探头、电磁阀、采样气泵连接，所述检测主机上设有一定时清洗时间，当所述检测主机判断到达所述定时清洗时间时，所述检测主机控制所述电磁阀切换使所述清洗通道连通所述气体管路，使采样气体在所述内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对所述传感器探头进行清洗，且清洗结束时所述检测主机控制所述传感器探头自动进行零点校准。
进一步地，所述吸附物为活性炭、硅藻土或者沸石。
进一步地，所述传感器探头包括一MCU模块、一AD采集模块和一传感器，传感器设置于所述气体管路中以采集采样气体中的VOCs数据，该VOCs数据经AD采集模块传输至MCU模块，MCU模块根据所获取的VOCs数据算出VOCs气体的测量值，并将VOCs数据及VOCs气体的测量值同时传输给所述检测主机。
进一步地，所述传感器为PID传感器。
进一步地，所述检测主机包括一主控制器、一与该主控制器连接的电源及一与该主控制器连接的显示装置，所述电源为所述主控制器提供工作电源，所述显示装置用以显示数据。
进一步地，所述检测主机还包括一与所述主控制器连接的报警装置，该报警装置受控于所述主控制器而发出报警。
进一步地，所述检测主机还包括一与所述主控器连接的信号输出端，该信号输出端包括有一RS485数字量信号输出端及一4-20mA模拟量信号输出端。
本发明的有益技术效果是：该VOCs检测仪包括一清洗装置，一传感器探头及一检测主机，工作时，检测主机根据传感器探头所获取的VOCs数据算出传感器探头的实时灵敏度值，当该实时灵敏度值低于预设灵敏度值时，检测主机控制清洗装置中的电磁阀切换使清洗通道连通气体管路，使采样气体在内循环管路中循环流动，以对传感器探头进行清洗，且清洗结束时检测主机控制所述传感器探头自动进行零点校准。如此，有效地避免了VOCs检测仪长时间工作在VOCs气体中而造成的传感器探头的灵敏度下降及零点漂移大等问题，有利于延长VOCs检测仪的使用寿命，提高其检测准确性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的VOCs检测仪自动清洗及零点校准系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的传感器探头的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的检测主机的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的VOCs检测仪的工作流程图；
图5为本发明另一实施例提供的VOCs检测仪的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供的VOCs检测仪包括有一清洗装置1、一传感器探头2及一检测主机3，其中，该清洗装置1包括有一气体管路10、一接入于气体管路10中的清洗探头11、一接入于气体管路10中的电磁阀12及一连接于气体管路10的采样气泵13，清洗探头11至少包括有一清洗通道及一检测通道，通过电磁阀12的切换而使清洗通道或检测通道择一连通气体管路10，清洗通道中装置有用以吸附VOCs气体的吸附物，当清洗通道连通气体管路10时，气体管路10构成一内循环管路。该传感器探头2对应于清洗探头11的出气方向处而设置于气体管路10中，用于获取采样气体中的VOCs数据；该检测主机3分别与传感器探头2、电磁阀12、采样气泵13连接，检测主机3根据传感器探头2所获取的VOCs数据算出传感器探头2的实时灵敏度值，当检测主机3判断该实时灵敏度值低于预设灵敏度值时，检测主机3控制电磁阀12切换使清洗通道连通气体管路10，使采样气体在内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对传感器探头2进行清洗，且清洗结束时检测主机3控制传感器探头2自动进行零点校准。使用本实施例提供的VOCs检测仪来检测采样气体中的VOCs气体时，采样气泵12从外界中抽取采样气体进入气体管路10中，传感器探头2获取采样气体中的VOCs数据；当检测主机3判断实时灵敏度值低于预设灵敏度值时，检测主机3控制采用气泵13停止从外界抽气，转而工作使气体管路10中的采样气体在内循环管路中循环流动，随着采样气体的循环流动，气体管路10中的VOCs气体被清洗通道中的吸附物所吸附，传感器探头2得以清洗。在本实施例中，检测主机3计算传感器探头2的实时灵敏度值时采用的算法为比对算法。且对传感器探头2清洗的设定时长一般设为5min～10min，气体管路10中的采样气体经过5min～10min的循环流动吸附后，采样气体中的VOCs气体基本可清洗干净，传感器探头2不再受污染，避免其因长时间检测VOCs气体而造成灵敏度下降。
在本实施例中，参阅图2，传感器探头2包括一MCU模块21、一AD采集模块22和一传感器23，传感器23设置于气体管路10中以采集采样气体中的VOCs数据，该VOCs数据经AD采集模块22的模数转换后传输至MCU模块21，MCU模块21根据所获取的VOCs数据计算出VOCs气体的测量值，并将VOCs数据及VOCs气体的测量值同时传输给检测主机3。其中，MCU模块21计算VOCs气体的测量值时采用的算法为AD值采集线性化处理算法。
参阅图3，检测主机3内设有一主控制器31、及与该主控制器31连接的电源32和显示装置33，电源32为主控制器31提供工作电源32，显示装置33常采用LCD显示器，其受控于主控制器31而显示相关数据。主控制器31与传感器探头2中的MCU模块21连接，主控制器31接收MCU模块21所计算出的VOCs气体的测量值并通过显示装置33显示，以供相关人员查看；同时，主控制器31还接收MCU模块21所获取的VOCs数据，并根据该VOCs数据算出传感器23的实时灵敏度值。另外，主控制器31还与清洗装置1中的采样气泵13及电磁阀12连接，用以控制采样气泵13及电磁阀12的工作。正常检测采样气体中的VOCs气体时，主控制器31控制电磁阀12切换清洗探头11中的检测通道连通气体管路10，并控制采样气泵13从外界中抽气采样气体进入气体管道，传感器23可采集采样气体中的VOCs数据；当检测主机3判断需要对传感器探头2进行清洗时，主控制器31控制电磁阀12切换清洗探头11中的清洗通道连通气体管路10，气体管路10构成一内循环管路，且检测主机3控制采用气泵13停止从外界抽气，转而工作使气体管路10中的采样气体在内循环管路中循环流动，如此对传感器23进行清洗，并在清洗结束时控制传感器探头2自动进行零点校准。
在本实施例中，清洗通道中的吸附物常采用活性炭、硅藻土或者沸石等，其吸附VOCs气体的效果好。
优选地，在本实施例中，主控制器31还分别连接有报警装置34、信号输出端35、开关量36、按键37、磁棒38等，其中，报警装置34受控于主控制器31以在监测过程中发出报警，提醒相关人员注意；信号输出端35包括有一RS485数字量信号输出端及一4-20mA模拟量信号输出端，用户可根据终端设备的参数自由选择其中一端口进行连接，以读取相关数据或进行相关操作；开关量36用于控制外围设备的工作，例如定时控制外围设备蠕动泵的开合，实现蠕动泵定时排水功能。按键37和磁棒38均用于标定、设置或查询VOCs检测仪的相关数据，通过按键37控制时，用户需打开按键37上端的的盖体再进行手动操作，而通过磁棒38控制时，直接运用远程遥控控制，可避免频繁开盖操作，操作更为方便，实际应用中，按键37和磁棒38两者可相互替代使用。
在上述实施例中，检测主机3通过判断传感器探头2的实时灵敏度值是否低于预设灵敏度值来控制清洗装置1清洗传感器探头2。如图4所示，其具体工作步骤如下：
S101，初始化VOCs检测仪；
S102，在检测主机3上设置传感器探头2的预设灵敏度值；
S103，采样气泵13从外界抽取采样气体，传感器探头2获取采样气体中的VOCs数据；
S104，传感器探头2将所获取的VOCs数据传送给检测主机3；
S105，检测主机3根据传感器探头2所获取的VOCs数据算出传感器探头2的实时灵敏度值；
S106，检测主机3判断该实时灵敏度值是否低于预设灵敏度值，若是，执行步骤S107；否则，继续执行步骤S103；
S107,检测主机3控制电磁阀12切换使清洗通道接通气体管路10，使采样气体在内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对传感器探头2进行清洗，且清洗结束时检测主机3控制传感器探头2自动进行零点校准。
其中，初始化VOCs检测仪可保证仪器正常显示相关测量值，传感器23的预设灵敏度值根据实际所选用传感器23的技术参数确定。该VOCs检测仪既实现了采集检测VOCs气体的目的，同时通过主控制器31控制清洗装置1及时清洗传感器探头2上的VOCs气体，避免传感器探头2遭受污染，有效地保证了VOCs检测仪的灵敏性，有利于监测的进行。
在另一实施例中，还可在检测主机3上预设一定时清洗时间，该定时清洗时间由使用者或者生产厂家根据实际需求设定，例如将定时清洗时间设定为每隔12小时清洗一次，即每隔12小时检测主机3会控制清洗装置1对传感器探头2进行一次清洗。因此，该实施例中检测主机3既判断传感器探头的实时灵敏度值是否低于预设灵敏度值，同时也判断是否到达定时清洗时间，只要实时灵敏度值低于预设灵敏度值或者到达定时清洗时间中的任意一个条件得到满足，检测主机3即控制清洗装置1清洗传感器探头2。如图5所示，该实施例的具体工作步骤如下：
S101’，初始化VOCs检测仪；
S102’，在检测主机3上设置传感器探头2的预设灵敏度值、定时清洗时间；
S103’，采样气泵13从外界抽取采样气体，传感器探头2获取采样气体中的VOCs数据；
S104’，传感器探头2将所获取的VOCs数据传送给检测主机3；
S105’，检测主机3根据传感器探头2所获取的VOCs数据算出传感器探头2的实时灵敏度值；
S106’，检测主机3同时判断该实时灵敏度值是否低于预设灵敏度值及仪器是否达到定时清洗时间，当该实时灵敏度值低于预设灵敏度值或者到达定时清洗时间中的任意一个条件满足时，执行步骤S107’；否则，继续执行步骤S103’；
S107’,检测主机3控制电磁阀12切换使清洗通道接通气体管路10，使采样气体在内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对传感器探头2进行清洗，且清洗结束时检测主机3控制传感器探头2自动进行零点校准。
当然，在另外一些实施例中，检测主机3上只预设有一定时清洗时间，检测主机3只通过是否到达定时清洗时间这一判断条件判断是否需要进行清洗，当到达定时清洗时间时，检测主机3控制清洗装置1清洗传感器探头2。因此，本发明可根据实际需求设定检测主机3的判断条件，其具有更强适用性及实用性。
本发明提供的VOCs检测仪包括一清洗装置1，一传感器探头2及一检测主机3，其既具备现有的VOCs检测仪检测大气中的VOCs气体含量的基本功能，同时可通过检测主机3控制清洗装置1清洗传感器探头2，并在清洗完成后自动进行零点校准，有效地避免了传感器探头2长时间工作在VOCs气体的环境中而造成的灵敏度下降、零点漂移等问题，有利于保护传感器探头2，提高其使用寿命，也有利于保证监测数据的准确性。且检测主机3中的清洗判断条件可根据实际需要进行设定，具有广泛的适用性。此外，该VOCs检测仪可以通过显示装置33读取VOCs气体的测量值，也可以通过RS485数字量信号输出端和/或4-20mA模拟量信号输出端将信息反馈给其他终端设备进行显示，其输出形式多样，满足广大用户的需求。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
Claims (9)
1.一种VOCs检测仪，其特征在于，包括：
一清洗装置，包括有一气体管路、一接入于所述气体管路中的清洗探头、一接入于所述气体管路中的电磁阀及一连接于所述气体管路的采样气泵，其中，所述清洗探头至少包括有一清洗通道及一检测通道，通过所述电磁阀的切换而使所述清洗通道或检测通道择一连通所述气体管路，所述清洗通道中装置有用以吸附VOCs气体的吸附物，当所述清洗通道连通所述气体管路时，所述气体管路构成一内循环管路；
一传感器探头，对应于所述清洗探头的出气方向处而设置于所述气体管路中，用于获取采样气体中的VOCs数据；
一检测主机，分别与所述传感器探头、电磁阀、采样气泵连接，所述检测主机根据传感器探头所获取的VOCs数据算出传感器探头的实时灵敏度值，当所述检测主机判断所述实时灵敏度值低于预设灵敏度值时，所述检测主机控制所述电磁阀切换使所述清洗通道连通所述气体管路，使采样气体在所述内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对所述传感器探头进行清洗，且清洗结束时所述检测主机控制所述传感器探头自动进行零点校准。
2.一种VOCs检测仪，其特征在于，包括：
一清洗装置，包括有一气体管路、一接入于所述气体管路中的清洗探头、一接入于所述气体管路中的电磁阀及一连接于所述气体管路的采样气泵，其中，所述清洗探头至少包括有一清洗通道及一检测通道，通过所述电磁阀的切换而使所述清洗通道或检测通道择一连通所述气体管路，所述清洗通道中装置有用以吸附VOCs气体的吸附物，当所述清洗通道连通所述气体管路时，所述气体管路构成一内循环管路；
一传感器探头，对应于所述清洗探头的出气方向处而设置于所述气体管路中，用于获取采样气体中的VOCs数据；
一检测主机，分别与所述传感器探头、电磁阀、采样气泵连接，所述检测主机根据传感器探头所获取的VOCs数据算出传感器探头的实时灵敏度值，且所述检测主机上设有一定时清洗时间，当所述检测主机判断所述实时灵敏度值低于预设灵敏度值或者到达所述定时清洗时间时，所述检测主机控制所述电磁阀切换使所述清洗通道连通所述气体管路，使采样气体在所述内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对所述传感器探头进行清洗，且清洗结束时所述检测主机控制所述传感器探头自动进行零点校准。
3.一种VOCs检测仪，其特征在于，包括：
一清洗装置，包括有一气体管路、一接入于所述气体管路中的清洗探头、一接入于所述气体管路中的电磁阀及一连接于所述气体管路的采样气泵，其中，所述清洗探头至少包括有一清洗通道及一检测通道，通过所述电磁阀的切换而使所述清洗通道或检测通道择一连通所述气体管路，所述清洗通道中装置有用以吸附VOCs气体的吸附物，当所述清洗通道连通所述气体管路时，所述气体管路构成一内循环管路；
一传感器探头，对应于所述清洗探头的出气方向处而设置于所述气体管路中，用于获取采样气体中的VOCs数据；
一检测主机，分别与所述传感器探头、电磁阀、采样气泵连接，所述检测主机上设有一定时清洗时间，当所述检测主机判断到达所述定时清洗时间时，所述检测主机控制所述电磁阀切换使所述清洗通道连通所述气体管路，使采样气体在所述内循环管路中循环流动，以在一设定时长内对所述传感器探头进行清洗，且清洗结束时所述检测主机控制所述传感器探头自动进行零点校准。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的VOCs检测仪，其特征在于，所述吸附物为活性炭、硅藻土或者沸石。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的VOCs检测仪，其特征在于，所述传感器探头包括一MCU模块、一AD采集模块和一传感器，传感器设置于所述气体管路中以采集采样气体中的VOCs数据，该VOCs数据经AD采集模块传输至MCU模块，MCU模块根据所获取的VOCs数据算出VOCs气体的测量值，并将VOCs数据及VOCs气体的测量值同时传输给所述检测主机。
6.根据权利要求5所述的VOCs检测仪，其特征在于，所述传感器为PID传感器。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的VOCs检测仪，其特征在于，所述检测主机包括一主控制器、一与该主控制器连接的电源及一与该主控制器连接的显示装置，所述电源为所述主控制器提供工作电源，所述显示装置用以显示数据。
8.根据权利要求7所述的VOCs检测仪，其特征在于，所述检测主机还包括一与所述主控制器连接的报警装置，该报警装置受控于所述主控制器而发出报警。
9.根据权利要求7所述的VOCs检测仪，其特征在于，所述检测主机还包括一与所述主控器连接的信号输出端，该信号输出端包括有一RS485数字量信号输出端及一4-20mA模拟量信号输出端。
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