CN109342131A - 一种低浓度汞检测系统和检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低浓度汞检测系统和检测方法。所述检测系统中包括气体源装置、汞富集装置、汞检测装置、控制装置；所述气体源装置和所述汞富集装置的进气口端之间的气路上设置有第一三通阀，所述气体源装置、所述汞富集装置的出气口端、所述汞检测装置之间的气路上设置有第二三通阀；所述控制装置通过读取所述汞检测装置上的数据控制所述第一三通阀和所述第二三通阀所连通的气路的转换。本发明的检测系统能够根据所检测的汞浓度的不同调整进样次数，使得待测气体中汞的浓度较低时，能够通过增加适宜的进样次数，使得汞的浓度达到检测装置的检出限，从而提高检测系统的检测能力，极大提高了检测系统的应用范围和适用性。

Description

一种低浓度汞检测系统和检测方法
技术领域
本发明涉及污染物检测领域，具体涉及一种低浓度汞检测系统和检测方法。
背景技术
目前，随着环保要求日渐趋于严格，环境空气中气态汞的检测要求也提上了日程。然而，环境空气中汞的检测技术目前还不是很成熟，常规的检测技术包括紫外吸收法和紫外荧光法两种，并通常采用金汞齐富集的方式进行预处理。
环境空气中汞的检测过程通常为：首先，取一定体积的待测气体并进行富集，然后再对富集装置进行加热解析，使得所富集的汞呈气态，再用载气携带解析后的气态汞进入汞分析仪中进行检测，通过测量峰的面积计算得到定量气体的平均浓度值。
但是，当实际检测的气体浓度小于检测装置的检出限时，检测装置无法实测出待测气体中汞的实际浓度值。现有技术中，只提供了具有一定浓度值检出限的装置，无法根据实际待测气体中汞的浓度值调整富集体积，也无法根据富集汞的总量进行智能化判读，并不适用于低浓度汞的检测。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明旨在提出一种低浓度汞的检测系统和检测方法，能够根据汞浓度的检测数据智能化调整待测气体的进样次数，使得能够用于较低浓度汞的检测。
本发明提供了一种低浓度汞检测系统，所述检测系统中包括气体源装置、汞富集装置、汞检测装置、控制装置；
所述气体源装置和所述汞富集装置的进气口端之间的气路上设置有第一三通阀，所述气体源装置、所述汞富集装置的出气口端、所述汞检测装置之间的气路上设置有第二三通阀；
所述控制装置通过读取所述汞检测装置的数据控制所述第一三通阀和所述第二三通阀所连通的气路的转换。
作为本发明优选的实施方式，所述检测系统中还包括气体存储装置，所述气体存储装置设置在所述气体源装置和所述汞富集装置的进气口端之间，并且，所述第一三通阀位于所述气体源装置和所述气体存储装置之间的气路上。
进一步地，所述气体存储装置上设置有压力传感器和温度传感器。
作为本发明优选的实施方式，所述检测系统中还包括第一气泵，所述第一气泵设置在所述气体存储装置和所述汞富集装置的进气口端之间的气路上。
作为本发明优选的实施方式，所述检测系统中还包括载气源装置，所述载气源装置与所述汞富集装置的进气口端连接，并且，在所述第一气泵、所述汞富集装置的进气口端、所述载气源装置之间的气路上设置有第三三通阀。
进一步地，所述载气源装置为零级空气发生器。
作为本发明优选的实施方式，所述检测系统中还包括第二气泵，所述第二气泵设置在所述汞富集装置的进气口端与所述载气源装置之间的气路上。
作为本发明优选的实施方式，在所述第一气泵和所述第二气泵之间的气路上设置有第四三通阀，所述第四三通阀还与排气气路连接。
本发明还提出了一种根据上述的低浓度汞检测系统执行的检测方法，所述方法包括步骤：
将所述第一三通阀切换至所述气体源装置和所述汞富集装置的进气口端之间的气路连通，所述第二三通阀切换至所述汞富集装置的出气口端和所述汞检测装置之间的气路连通；
经由所述气体源装置输出的气体进入所述汞富集装置中，将所述气体中的汞富集，然后，在550～600℃的温度下对所述汞富集装置中富集的汞进行加热解析，得到气态汞，所述气态汞进入所述汞检测装置中进行汞浓度的检测，所述控制装置通过读取检测数据控制所述第一三通阀所连通的气路的切换实现多次进样，直到所述气态汞的浓度达到所述汞检测装置的检出限。
作为本发明优选的实施方式，由载气源装置输出载气，所述载气经由所述汞富集装置的进气口端输入所述汞富集装置中，所述载气携带所述气态汞进入所述汞检测装置中进行检测。
本发明提出的汞检测系统能够根据所检测的汞浓度的不同调整进样次数，使得待测气体中汞的浓度较低时，能够通过增加适宜的进样次数，使得汞的浓度达到检测装置的检出限，从而提高检测系统的检测能力。本发明提出的低浓度汞的检测系统，具备随着环境空气中汞浓度的不同自动调整仪器自身检出限的能力，极大提供了检测系统的应用范围和适用性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种低浓度汞检测系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
如无特别说明，本文中描述的各装置和部件之间的连接方式均通过气路连接。
本发明针对汞检测系统在进行检测过程中由于待测组分的浓度过低，未达到检测装置的检出限，待测气体不能检出的情况下，从而对现有的汞检测系统进行改进，使其具有自动识别和调整功能。
如图1所示，为本发明的一实施例中提供的低浓度汞检测系统的结构示意图。
作为本发明的其中一种可实现的技术方案，本发明所提供的检测系统包括气体源装置1、汞富集装置2、汞检测装置3、控制装置4。其中，气体源装置1和汞富集装置2的进气口端之间的气路上设置有第一三通阀F1。并且，在气体源装置1、汞富集装置2的出气口端、汞检测装置3三者之间的气路上设置有第二三通阀F2。通过切换第一三通阀F1和第二三通阀F2，实现不同气路之间的连通。
控制装置4与汞检测装置3之间电连接，同时能够控制第一三通阀F1和第二三通阀F2阀门的切换。控制装置4通过读取汞检测装置3的检测数据，来控制第一三通阀F1和第二三通阀F2所连通的气路的转换。
作为本发明优选的实施方式，第一三通阀F1和第二三通阀F2均采用三通电磁阀，控制装置4与各三通电磁阀之间电连接，从而控制三通电磁阀阀门的切换。
进一步地，本发明提供的低浓度汞检测系统中还包括气体存储装置5。气体存储装置5设置在气体源装置1和汞富集装置2的进气口端之间的气路上。并且，第一三通阀F1位于气体源装置1和气体存储装置5之间的气路上。
由图1，本发明的其中一技术方案中，第一三通阀F1的三个口分别与三条气路连接，三条气路各自连接气体源装置1、气体存储装置5、汞富集装置2的出气口端，使得气体源装置1、气体存储装置5、汞富集装置2三者构成闭合的回路。
优选的，气体存储装置5上设置有压力传感器51和温度传感器52，分别用来检测其中所存储的气体的压力P和温度T，从而得到气体的体积。
作为本发明优选的实施方式，上述的低浓度汞检测系统中还包括第一气泵M1。第一气泵M1设置在气体存储装置5和汞富集装置2的进气口端之间的气路上，用于将气体存储装置5中的待测气体泵送入汞富集装置2中。
作为本发明优选的实施方式，上述的低浓度汞检测系统中进一步包括载气源装置6。进一步地，载气源装置6为零级空气发生器。
载气源装置6与汞富集装置2的进气口端通过气路连接。并且，在第一气泵M1、汞富集装置2的进气口端、载气源装置6之间的气路上设置有第三三通阀F3。即，第三三通阀F3的三个口分别与三条气路连接，三条气路各自连接第一气泵M1、汞富集装置2的进气口端、载气源装置6。
进一步地，本发明的低浓度汞检测系统中还包括第二气泵M2。并且，第二气泵M2设置在汞富集装置2的进气口端与载气源装置6之间的气路上，用于将载气源装置6输出的载气经由汞富集装置2的进气口端泵送入汞富集装置2中。优选的，第二气泵M2位于第三三通阀F3与载气源装置6之间的气路上。
作为本发明的其中一种实施方式，上述的低浓度汞检测系统中还包括第四三通阀F4。并且，第四三通阀F4设置在第一气泵M1和第二气泵M2之间的气路上，第四三通阀F4的第三个口与排气气路连接。优选的，第四三通阀F4位于第一气泵M1和第三三通阀F3之间的气路上。
作为本发明优选的实施方式，第三三通阀F3和第四三通阀F4均采用三通电磁阀，控制装置4与各三通电磁阀之间电连接，从而控制三通电磁阀阀门的切换。
同时，本发明还提出了一种根据上述的低浓度汞检测系统执行的检测方法，所述方法包括步骤：
首先，将第一三通阀F1的阀门切换，使得气体源装置1和汞富集装置2的进气口端之间的气路连通。同时，将第二三通阀F2的阀门切换，使得汞富集装置2的出气口端和汞检测装置3之间的气路连通。
进样富集过程：由气体源装置1输出待测气体，待测气体经由第一三通阀F1进入汞富集装置2中，待测气体中的汞在汞富集装置2中富集。并切换第一三通阀F1的阀门，停止向汞富集装置2中进样。
加热解析过程：在550～600℃的温度条件下，对汞富集装置2中富集的汞进行加热解析，得到气态汞。
检测过程：上述加热解析后得到的气态汞经由第二三通阀F2进入汞检测装置3中进行汞浓度的检测。
控制装置4能够读取汞检测装置3的检测数据，当所检测的汞的浓度在检出限之上时，则重复该进样富集、加热解析、检测过程，根据进样次数，计算汞浓度的平均值；当所检测到的汞的浓度在检出限之下(即未能检出汞的浓度)时，控制装置4就会控制第一三通阀F1的阀门切换，在下一测量周期中，增加进样次数，再次进行加热解析、检测过程，若所检测的汞的浓度仍在检出限之下，则基于上一周期再次增加进样次数，依次类推，直至所检测的汞的浓度在汞检测装置3的检出限之上，从而获得含有低浓度汞的该待测气体的进样次数n1。
对于含有较低浓度汞的待测气体而言，进样次数为n1时才能达到汞检测装置2的检出限，进样n1次后所检测的汞的浓度为c1，而汞检测装置2的典型检出值为c，则能够得到该待测气体的最佳进样次数n＝n1×(c÷c1)。其中，汞检测装置2的检出范围为c0～ct，典型检出值c的范围通常设定为(20～50)％ct。
进而，对于含有低浓度汞的待测气体而言，在获得最佳进样次数n之后，在待测气体进样n次后，获得汞的浓度，并在执行多次检测后，计算汞的浓度的平均值。
优选的，进样富集过程为：由气体源装置1输出待测气体，待测气体经由第一三通阀F1进入气体存储装置5中，并根据压力传感器51和温度传感器52所检测到的待测气体的压力和温度，计算得到待测气体的体积。然后，第一气泵M1将待测气体经由第四三通阀F4和第三三通阀F3泵送入汞富集装置2中，待测气体中的汞在汞富集装置2中富集。并切换第一三通阀F1的阀门，停止向汞富集装置2中进样。
进一步地，检测过程为：由载气源装置6输出载气，第二气泵M2将载气经由汞富集装置2的进气口端通过第三三通阀F3泵送入汞富集装置2中，载气携带加热解析后得到的气态汞经由第二三通阀F2进入汞检测装置3中进行汞浓度的检测。
其中，载气为惰性气体。优选的，载气选用零级空气。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种低浓度汞检测系统，其特征在于，所述检测系统中包括气体源装置、汞富集装置、汞检测装置、控制装置；
所述气体源装置和所述汞富集装置的进气口端之间的气路上设置有第一三通阀，所述气体源装置、所述汞富集装置的出气口端、所述汞检测装置之间的气路上设置有第二三通阀；
所述控制装置通过读取所述汞检测装置的数据控制所述第一三通阀和所述第二三通阀所连通的气路的转换。
2.根据权利要求1所述的低浓度汞检测系统，其特征在于，所述检测系统中还包括气体存储装置，所述气体存储装置设置在所述气体源装置和所述汞富集装置的进气口端之间，并且，所述第一三通阀位于所述气体源装置和所述气体存储装置之间的气路上。
3.根据权利要求2所述的低浓度汞检测系统，其特征在于，所述气体存储装置上设置有压力传感器和温度传感器。
4.根据权利要求2所述的低浓度汞检测系统，其特征在于，所述检测系统中还包括第一气泵，所述第一气泵设置在所述气体存储装置和所述汞富集装置的进气口端之间的气路上。
5.根据权利要求4所述的低浓度汞检测系统，其特征在于，所述检测系统中还包括载气源装置，所述载气源装置与所述汞富集装置的进气口端连接，并且，在所述第一气泵、所述汞富集装置的进气口端、所述载气源装置之间的气路上设置有第三三通阀。
6.根据权利要求5所述的低浓度汞检测系统，其特征在于，所述载气源装置为零级空气发生器。
7.根据权利要求5所述的低浓度汞检测系统，其特征在于，所述检测系统中还包括第二气泵，所述第二气泵设置在所述汞富集装置的进气口端与所述载气源装置之间的气路上。
8.根据权利要求7所述的低浓度汞检测系统，其特征在于，在所述第一气泵和所述第二气泵之间的气路上设置有第四三通阀，所述第四三通阀还与排气气路连接。
9.一种根据权利要求1-8任一所述的低浓度汞检测系统执行的检测方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
将所述第一三通阀切换至所述气体源装置和所述汞富集装置的进气口端之间的气路连通，所述第二三通阀切换至所述汞富集装置的出气口端和所述汞检测装置之间的气路连通；
经由所述气体源装置输出的气体进入所述汞富集装置中，将所述气体中的汞富集，然后，在550～600℃的温度下对所述汞富集装置中富集的汞进行加热解析，得到气态汞，所述气态汞进入所述汞检测装置中进行汞浓度的检测，所述控制装置通过读取检测数据控制所述第一三通阀所连通的气路的切换实现多次进样，直到所述气态汞的浓度达到所述汞检测装置的检出限。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，由载气源装置输出载气，所述载气经由所述汞富集装置的进气口端输入所述汞富集装置中，所述载气携带所述气态汞进入所述汞检测装置中进行检测。
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