CN106908398A - 一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法 - Google Patents

一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法 Download PDF

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敖小强
韩占恒
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/3103—Atomic absorption analysis

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Abstract

本发明提出一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法，包括以下步骤：设定浓度基准值的基准信号区间，即设定基准信号的波动阈值；设定所述基准信号波动对应的时间周期；开启汞浓度测量与信号峰计算过程；在所述的时间周期内，判断所述基准信号是否超出所述阈值；若所述基准信号不超出所述阈值，继续所述汞浓度测量与信号峰计算过程；当所述基准信号超出所述阈值后，所述汞浓度测量与信号峰计算过程停止。应用本发明能及时、准确地判断基准信号的异常情况，及时提示对系统进行维护，保证测试数据准确。

Description

一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法
技术领域
本发明涉及大气汞在线监测领域，特别是涉及一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法领域。
背景技术
汞为一种普遍存在的有毒物质。人在空气中汞浓度为1～30mg/m3时，数小时即可引起急性中毒，有头痛、头昏、乏力、失眠、多梦、发热等神经系统及全身症状。慢性中毒一般表现为神经衰弱症候群以及多梦、记忆力减退、情绪不稳、失眠等。在自然界，汞经过转化可变为有机汞，再经过食物链进入人体造成中毒。
汞具有很强的挥发性，与其它痕量元素有着不同的化学行为，环境中各种汞及其化合物会经过一系列的物理和化学的变化，进入大气中，通过远距离输送而成为了全球性污染物质。由于不同化学形态的大气汞具有不同的物理、化学和生物特性，因此，准确地测定和预报大气汞的形态分布是一个十分迫切的任务，也只有在完全了解汞的形态分布后，才能正确的评估大气汞的含量、形态组成、时空分布、迁移转化规律、源汇关系、大气汞循环模型的建立和应用、才能检验环境政策制定的效果，采取合适的控制手段抑制汞的排放。
大气中的汞目前研究比较薄弱，一直是科学研究工作者的难题。其重要原因之一是样品的采集和分析技术的局限性。对采样富集技术要求比较高，而汞具有很强的挥发性，促使采样必须考虑汞的挥发损失。大气汞研究国外报道多于国内，在不断的努力和探索中，大气汞的采集及其分析方面取得了一定的进步，一些先进的采集设备和技术的研发，使得大气汞的研究逐渐深入、详细。
汞的测定方法很多，如双硫腙比色法、沉淀比色法、碘化亚铜检气管法、试纸法、原子吸收光度法、以及中子活化法等。采用冷原子吸收法，灵敏度高，准确性好。
目前应用冷原子吸收法的汞分析仪，基准信号为电压值，正常运行条件下，电压值波动范围应当小于一定值。当汞分析仪系统运行出现故障后，会出现基准信号异常问题，但此问题往往不能被及时发现，只有测试结果有很大波动时，才会被发觉；由于发现得不及时，因此无法判断设备什么时间出现了故障，因此无法得到正确的分析结果，需要重新分析，造成设备损耗、时间和人力极大浪费。
因此如何准确判断基准信号的异常情况，及时对系统进行维护，保证测试数据准确，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
为了解决背景技术的不足，本发明意在提出一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法，能够及时、准确地判断基准信号异常问题。
本发明提出一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法，包括以下步骤：
设定浓度基准值的基准信号区间，即设定基准信号的波动阈值；
设定所述基准信号波动对应的时间周期；
开启汞浓度测量与信号峰计算过程；
在所述的时间周期内，判断所述基准信号是否超出所述阈值；
若所述基准信号不超出所述阈值，继续所述汞浓度测量与信号峰计算过程；
当所述基准信号超出所述阈值后，所述汞浓度测量与信号峰计算过程停止。
进一步地，所述汞浓度测量与信号峰计算过程包括以下步骤：
获取大气汞浓度值；
当所述浓度值出现峰值时，捕捉峰起点、峰高、峰结束点；
对瞬时浓度值与基准值的差值在峰起点与峰结束点时间内的积分求和，得到峰面积。
进一步地，所述波动阈值为2mV-3mV。
进一步地，所述时间周期为2min-5min。
进一步地，还包括以下步骤：
当所述基准信号超出所述阈值后，进行报警。
进一步地，所述报警的方式为声音方式、灯光方式或数字方式，以及前述方式的组合。
进一步地，在大气汞分析仪执行工作前，先设定监控周期。
进一步地，所述监控周期是连续的。
进一步地，所述监控周期内具有间隔时间，在间隔时间内所述大气汞分析仪不获取大气汞浓度值。
进一步地，所述间隔时间为1小时-24小时。
应用本发明，可实现如下有益效果：
(1)可以准确判断基准信号异常问题，避免失真数据出现。
(2)可以及时对系统进行维护，保证测试数据准确。
(3)具备自诊断功能，使得仪器更智能化。
附图说明
图1是本发明实施例的汞浓度测量峰示意图。
图2是本发明实施例的一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明的实施方式。
图1是本发明实施例的汞浓度测量峰示意图，从图中可见，大气汞在线监测系统测量过程关键点控制在于峰信号的捕捉与计算：峰信号是以时间轴和浓度轴为坐标，峰信号特征包括峰起始点、峰结束点、峰高、峰面积，峰面积计算过程浓度值的基准值即为基准信号，汞浓度信号峰面积计算过程为瞬时浓度值与基准值的差值在峰起点与峰结束点时间内的积分求和。
从图1可见，基准信号为电压值，而该基准信号值不是绝对恒定值，其值允许在基准信号区间内波动。基准信号越稳定，峰面积计算值重复性越好，波动越小，偏差越小。正常运行条件下，基准信号值波动范围应当小于一定值。但是汞分析仪系统运行出现故障后，会出现基准信号异常问题，而且此异常往往不能被及时发现，只有测试结果有很大波动时，才会被发觉；由于发现得不及时，因此无法判断设备什么时间出现了故障，导致无法得到正确的分析结果。
图2是本发明实施例的一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法流程图，图中方法具体如下：
首先是设定浓度基准值的基准信号区间。即设定基准信号的波动阈值，设定基准信号区间时，由于基准信号为电压值，这里可以将波动阈值设定为2mV-3mV。
然后是设定所述基准信号波动对应的时间周期。即是将该波动阈值的选取约束在一定时间内，该时间周期可以是2min-5min；即设定的时间周期内，基准信号波动若不超过设定阈值，则该信号即为可靠信号，在此基础上计算的峰值参数也是可靠的。
以上两个步骤的顺序可以交换，即也可以先设定所述基准信号波动对应的时间周期，再设定浓度基准值的基准信号区间。
接着是开启汞浓度测量与信号峰计算过程，该汞浓度测量与信号峰计算过程包括以下步骤：
获取大气汞浓度值；
当所述浓度值出现峰值时，捕捉峰起点、峰高、峰结束点；
对瞬时浓度值与基准值的差值在峰起点与峰结束点时间内的积分求和，得到峰面积。
再接下来是在设定的时间周期内，判断基准信号是否超出波动阈值。在设定的时间周期根内，如果基准信号波动不超过阈值，则大气汞分析仪正常工作，汞浓度测量与信号峰计算过程正常进行；一旦基准信号的波动超出阈值，大气汞浓度值汞浓度测量与信号峰计算过程停止。
在停止大气汞浓度值汞浓度测量与信号峰计算过程的同时还可以进行报警，报警方式可以是声音方式、灯光方式或数字方式等，提示有相关人员进行现场设备维护，等待维护正常后，大气汞分析仪继续工作。
大气汞分析仪的工作可以根据实际情况设定监控周期。监控周期可以设为连续的，即大气汞分析仪连续不间断地进行大气汞分析工作。监控周期也可设定为不连续的，即大气汞分析仪工作一段时间后，会间隔一段时不进行大气汞分析工作，例如可以将大气汞分析仪不工作的时间间隔设定为1小时-24小时，这样在保证对大气汞有效监控的情况下，有利延长大气汞分析仪使用寿命。
本发明提供的方法属于大气汞分析仪自诊断功能，在不具备该功能前，由于光源老化或检测器等出现问题的原因，会致使大气汞分析仪基准信号波动超过一定数值，大气汞分析仪的测试结果就不准确，且难以及时发现，不能及时纠正。应用本发明实施例的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，解决了上述问题，使得仪器更智能化，保证了分析结果的可靠性。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种大气汞分析仪基准信号自动监控方法，包括以下步骤：
设定浓度基准值的基准信号区间，即设定基准信号的波动阈值；
设定所述基准信号波动对应的时间周期；
开启汞浓度测量与信号峰计算过程；
在所述的时间周期内，判断所述基准信号是否超出所述阈值；
若所述基准信号不超出所述阈值，继续所述汞浓度测量与信号峰计算过程；
当所述基准信号超出所述阈值后，所述汞浓度测量与信号峰计算过程停止。
2.如权利要求1所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，所述汞浓度测量与信号峰计算过程包括以下步骤：
获取大气汞浓度值；
当所述浓度值出现峰值时，捕捉峰起点、峰高、峰结束点；
对瞬时浓度值与基准值的差值在峰起点与峰结束点时间内的积分求和，得到峰面积。
3.如权利要求1所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，所述波动阈值为2mV-3mV。
4.如权利要求1所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，所述时间周期为2min-5min。
5.如权利要求1所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述基准信号超出所述阈值后，进行报警。
6.如权利要求5所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，所述报警的方式为声音方式、灯光方式或者数字方式，以及前述方式的组合。
7.如权利要求1所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，在大气汞分析仪执行工作前，先设定监控周期。
8.如权利要求7所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，所述监控周期是连续的。
9.如权利要求7所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，所述监控周期内具有间隔时间，在间隔时间内所述大气汞分析仪不获取大气汞浓度值。
10.如权利要求9所述的大气汞分析仪基准信号自动监控方法，其特征在于，所述间隔时间为1小时-24小时。
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