CN110095569A - 一种VOCs远程监测校准的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种VOCs远程监测校准的系统，通过远程服务器传送远程校准指令，近端主机接收远程校准指令，开通标准气体容器的出口阀件，让VOCs分析仪分析标准气体中VOCs的浓度结果，比对于预设标准气体的浓度结果，调整VOCs分析仪的设定，通过数据采集器采集校准后VOCs分析仪的VOCs浓度曲线及线性度结果，交由远程服务器计算与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的误差，若误差符合预设误差容许范围内，则VOCs分析仪完成校准，所以本发明能让运维人员在远程处，及时完成前端VOCs分析仪的校准动作，实时确保仪器提交的数据具备准确性及可靠性。本发明另提出一种VOCs远程监测校准的方法，达到与前述系统相似的目的与效果。

Description

一种VOCs远程监测校准的系统及其方法

技术领域

本发明涉及远程监控校准技术领域，特别涉及一种VOCs远程监测校准的系统及其方法。

背景技术

挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是指参与大气光化学反应的有机化合物，包括非甲烷烃类（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等）、含氧有机物（醛、酮、醇、醚等）、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等，是形成臭氧（O₃）和细颗粒物（PM2.5）污染的重要前体物。

国家明确规定要加强环境质量和污染源排放 VOCs 自动监测工作，主要是针对石化、化工、包装印刷、工业涂装等产业，要求在主要排污口安装固定式VOCs排放自动监测设备，并与环保部门联网。对于其他产业，则要求准备自动监测设备或便携式 VOCs 检测仪，提供环安部门随机抽查。对于工业园区而言，则要求配置 VOCs 连续自动采样群体系统，或根据符合园区排放特征的 VOCs 监控群体系统。通过上述VOCs的全面监测作为，以提升国内污染物排放的环保监管能力。

然而，固定VOCs在线监测系统应用在恶劣的工作环境，为确保量测数据的准确性和可靠性，需经常执行设备的校准。惟目前多采取派员到现场手动调整校准，这不仅让监测设备功能停滞，也让运维人员工作量增加。此外，手动校准的当前数据不易收集保存，无法供应下一次校准数据时的回查。再者，若手动校准时数据产生偏差，人工操作是无法在偏差出现时立即调整设定参数，将导致校准时间增加。因此，如何克服固定VOCs在线监测系统的校准作为，俨然已成为本领域的技术人员的主要技术课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能让运维人员在远程处，及时完成前端VOCs分析仪的校准动作的VOCs远程监测校准的系统及其方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种VOCs远程监测校准的系统，所述系统包括：

远程服务器，用以发送远程校准指令；

近端主机，用以接收所述远程校准指令，并依据所述远程校准指令，开通标准气体容器的出口阀件；

VOCs分析仪，与所述标准气体容器的出口阀件连通，当所述出口阀件开通时，所述VOCs分析仪用以分析所述标准气体中VOCs的浓度结果，比对于预设标准气体的浓度结果，通过调整所述VOCs分析仪的设定，直到所分析的VOCs浓度曲线的线性度至少达预设线性度容许值；

数据采集器，用以采集校准后所述VOCs分析仪的VOCs浓度曲线及线性度结果，回传到所述近端主机，所述近端主机再上传至所述远程服务器，所述远程服务器用以计算所述校准后VOCs浓度曲线与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的斜率误差，若所述斜率误差符合预设误差容许范围内，则所述VOCs分析仪完成校准。

在本发明所述的VOCs远程监测校准的系统，所述系统还包括：

取样器，配置在所述出口阀件与所述VOCs分析仪之间，用以取样所述标准气体至所述VOCs分析仪；

控制器，电连接至所述近端主机、所述出口阀件及所述取样器，根据所述近端主机的命令，用以开通出口阀件并驱动所述取样器，将标准气体输送至所述VOCs分析仪。

在本发明所述的VOCs远程监测校准的系统，所述系统还包括预处理器，配置在所述VOCs分析仪与所述取样器之间，用以净化进入所述VOCs分析仪前的气体杂质。

在本发明所述的VOCs远程监测校准的系统，所述系统还包括网络服务器，所述远程服务器与所述近端主机通过所述网络服务器进行数据传输。

本发明另提出一种VOCs远程监测校准的方法，所述方法包括：

发送远程校准指令；

依据所述远程校准指令，开通标准气体容器的出口阀件；

采样所述标准气体容器的气体，并进行VOCs的浓度分析；

比对于预设标准气体的浓度结果，从而校准VOCs分析仪的设定，直到所分析的VOCs浓度曲线的线性度至少达预设线性度容许值；

采集校准后VOCs浓度曲线及线性度结果，回传至远程服务器；

计算所述校准后VOCs浓度曲线与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的斜率误差，若所述斜率误差符合预设误差容许值范围内，则完成所述VOCs分析仪的校准动作。

在本发明所述的VOCs远程监测校准的方法，所述方法还包括：

若所分析的VOCs浓度结果的线性度至少达预设线性度容许值，则结束校准动作；

若未达预设线性度容许值，则重新校准VOCs分析仪的设定。

在本发明所述的VOCs远程监测校准的方法，所述方法还包括：

若所述斜率误差不符合预设误差容许值范围内，则重新发送所述远程校准指令以及预警讯息。

在本发明所述的VOCs远程监测校准的方法，所述方法还包括：

当发送所述远程校准指令时，停止VOCs气体采样及分析动作；

经过预设缓冲时间后，开始执行所述标准气体的采样动作；

当所述标准气体进入VOCs分析仪后，开启所述VOCs分析仪进行分析。

在本发明所述的VOCs远程监测校准的方法，所述方法还包括：

当所述标准气体采样动作前，通过预处理器净化气体杂质。

在本发明所述的VOCs远程监测校准的方法，当所述校准后VOCs浓度曲线及线性度结果回传至远程服务器后，发送关闭所述出口阀件的指令，停止所述标准气体的供应。

实施本发明的VOCs远程监测校准的系统及其方法，具有以下技术特点及有益效果：

通过远程服务器发送远程校准指令，近端主机接收远程校准指令，开通标准气体容器的出口阀件，让VOCs分析仪分析标准气体中VOCs的浓度结果，且比对于预设标准气体的浓度结果，调整VOCs分析仪的设定，通过数据采集器采集校准后VOCs分析仪的VOCs浓度曲线及线性度结果，交由远程服务器计算与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的误差，若误差符合预设误差容许范围内，则VOCs分析仪完成校准，所以本发明能让运维人员在远程处，及时完成前端VOCs分析仪的校准动作，实时确保仪器提交的数据具备准确性及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明VOCs远程监测校准的系统一实施例的系统架构图。

图2为图1的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明VOCs远程监测校准的系统一实施例的系统架构图。如图1所示，本实施例的VOCs远程监测校准的系统100包括远程服务器101、近端主机102、VOCs分析仪103及数据采集器104。

在本例中，远程服务器101用以发送远程校准指令，近端主机102用以接收远程校准指令，并依据远程校准指令，开通标准气体容器105的出口阀件。VOCs分析仪103与标准气体容器105的出口阀件106连通，当出口阀件106开通时，VOCs分析仪103用以分析标准气体中VOCs的浓度结果，比对于预设标准气体的浓度结果，以调整VOCs分析仪103的设定，直到所分析的VOCs浓度曲线的线性度至少达预设线性度容许值。数据采集器104用以采集校准后VOCs分析仪13的VOCs浓度曲线及线性度结果，回传到近端主机102，近端主机102再上传至远程服务器101，远程服务器101用以计算校准后VOCs浓度曲线与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的斜率误差，若斜率误差符合预设误差容许范围内，则VOCs分析仪103完成校准，所以本实例所提供的系统100能让运维人员在远程处，及时完成前端VOCs分析仪103校准，实时确保仪器提交的数据具备准确性及可靠性。

本例系统100的远程服务器101、近端主机102、VOCs分析仪103、数据采集器104及配合单元的具体实施构造，详细说明如下。

远程服务器101例如是一种技术服务的后台业务系统，根据近端主机102回授的VOCs分析仪103校准需求，运维人员即在操作远程服务器101进行远程操作，通过网络服务器107，将上述远程校准指令发送到近端主机102。此外，当校准完成后，数据采集器104所采集的VOCs浓度曲线及线性度结果，通过近端主机102、网络服务器107而将数据传输到网络服务器107。另一方面，当远程服务器101确认校准完成后，则可通过网络服务器107将校准完成动作命令发送到近端主机102，关闭出口阀件106隔离标准气体。

近端主机102例如是工控机（Industrial Personal Computer，IPC），对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制。举例来说，近端主机102能通过串口驱动控制器108，通过控制器108驱动现场仪器及设备动作。另一方面，近端主机102亦能进行数据收集仪器及设备的数据，进行数据分析及计算，并制作报表及历史数据记录等。需补充的是，控制器108电连接出口阀件106，根据近端主机102的命令，开通出口阀件106，将标准气体输送至VOCs分析仪103。

VOCs分析仪103用来检测VOCs的气体浓度，经采集气体浓度数据，生成气体浓度曲线，提供近端主机102进行数据结果及浓度曲线的比对计算，在本例中，VOCs分析仪103经由近端主机102执行校准时，停止进行采样动作，交由控制器108执行相关装置的控制。VOCs分析仪103的校准是通入一定数量的标准气体，通过VOCs分析仪103生成的浓度结果与前一次校准后VOCs浓度曲线进行比较，从而调整仪器的参数设定，完成校准动作。

数据采集器104用来采集VOCs分析仪103的数据结果，并作为近端主机102的前置数据处置，排列VOCs分析仪103校准或常态量测的浓度数据、时间点等，从而将规格化资料输出到近端主机102。

标准气体容器105例如是气瓶结构，如常规的8L钢瓶，内含10MPa/V100ppm的VOCs标准气体，再通过调节阀降压力降至0.4MPa，如此，通过标准气体容器105能提供标准化的VOCs气体，提供VOCs分析仪103进行校准。

出口阀件106例如是电磁阀，连接在标准气体容器105的出气口，因应校准使用的动作需求，可选用常闭式电磁阀，如常规的二位二通电磁阀，在进行VOCs分析仪103校准动作时，过电给出口阀件106，以将标准气体容器105通孔打开。反之，校准动作结束后，将出口阀件106断电，遮蔽标准气体容器105的通孔。

需提及的是，标准气体容器105通过出口阀件106输送标准气体到VOCs分析仪103的路径中，更包括取样器109，用以将校准时的标准气体(常规维取样器体)进行取样。具体来说，取样器109包括取样泵、取样探头及伴热管线。举例来说，取样泵选用具备防泄漏、使用寿命长、传输压力稳定特点的真空隔膜高温泵，用来提供气体传输的动力此外，取样泵搭配有取样探头及伴热管线，取样头用来采集样品气体，伴热管线作为样品气体的传输通道。虽然本例是用取样泵形式说明，但设计人员仍可视设计需求调整选用其他类型的取样器109，本发明不限于此。另外，控制器108电连接取样器109，根据近端主机102的命令，于开通出口阀件106后，开启取样器109输送标准气体。

此外，本例系统100例如还包括预处理器110，配置在VOCs分析仪103与取样器109之间，用以净化进入VOCs分析仪103前的气体杂质,确保VOCs分析仪103判断气体特性的精准度与可靠度。

图2为图1的步骤流程图。如图2所示，本实例基于上述系统100的构造，实现VOCs远程监测校准，具体步骤说明如下：

步骤S11：发送远程校准指令；

步骤S12：依据所述远程校准指令，开通标准气体容器的出口阀件；

步骤S13：采样所述标准气体容器的气体，并进行VOCs的浓度分析；

步骤S14：比对于预设标准气体的浓度结果，从而调整VOCs分析仪的设定，直到所分析的VOCs浓度曲线的线性度至少达预设线性度容许值；

步骤S15：采集校准后VOCs浓度曲线及线性度结果，回传至远程服务器；

步骤S16：计算所述校准后VOCs浓度曲线与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的斜率误差，若所述斜率误差符合预设误差容许值范围内，则完成所述VOCs分析仪的校准动作。

在步骤S11中，运维人员接收位在远程的VOCs分析仪103有校准的需求，从而通过远程服务器101的作业界面，再通过网路服务器107发送一远程校准指令到近端主机102。

在步骤S12中，当近端主机102接收到远程校准指令后，近端主机102将远程校准指令发送给VOCs分析仪103，停止进行采样结束分析，维持待机的状态。进一步地，近端主机102下达校准指令给控制器108，控制器108将接到指令后转换相应的控制序，根据控制序驱动出口阀件106的作动。在本例中，将与标准气体容器105的出口阀件106路径开启，而将外部取样口的出口阀件106路径关闭，所以通过标准气体容器105的压力，让取样器109仅取样到标准气体。

在步骤S13中，当取样器109的取样探头采集到标准气体后，控制器108停止取样器109的取样泵，经过预设缓冲时间后，预设缓冲时间例如为1分钟，接着，控制器108启动取样泵，供应标准气体给VOCs分析仪103进行分析。此外，当标准气体采样动作前，还可通过预处理器110净化气体杂质，确保VOCs分析仪103在校准过程中的准确度与可靠性。

在步骤S14中，在VOCs分析仪103分析标准气体后，生成VOCs浓度结果，包括VOCs浓度曲线及保留时间等，接着执行自动校准程序，在本例中，VOCs分析仪103例如已建有预设标准气体的浓度结果，所以VOCs分析仪103能比对本次与预设标准气体的浓度结果，进行VOCs分析仪103中参数的调整设定，或由现场人员协助调整硬件配置，直到所分析的VOCs浓度曲线的线性度至少达预设线性度容许值。为使VOCs分析仪103校准后保有足够的准确性与可靠性，在本例中，预设线性度容许值的设定值为0.99。且需提及的是，若所分析的VOCs浓度结果的线性度至少达预设线性度容许值，则结束校准动作。若未达预设线性度容许值，则重新校准VOCs分析仪103的设定。

在步骤S15中，数据采集器104记录采集校准后VOCs浓度曲线及线性度结果，回传到近端主机102，再由近端主机102通过网路服务器107发送至远程服务器101，以将本次VOCs分析仪103校准的整体数据收存，协助运维人员进行后续管理判断及设定修改。此外，在近端主机102发送数据之前，进行VOCs浓度曲线及线性度结果的标记，例如来说，将本次上传的VOCs浓度曲线数据标示为已校准，以此与正常运作收集的VOCs浓度结果有所区分。另一方面，当远程服务器101收到校准后VOCs浓度曲线及线性度结果后，近端主机102驱动控制器108发送关闭出口阀件106的指令，停止标准气体的供应。

在步骤S16中，当远程服务器101收到校准后VOCs浓度曲线时，将上次校准后的VOCs浓度曲线为基准，与本次校准后VOCs浓度曲线比对。本例中，例如是根据VOCs浓度曲线的斜率参数进行判断，即计算本次校准后的VOCs浓度曲线斜率相较上次校准后的VOCs浓度曲线斜率的误差，若误差符合预设误差容许值范围内，则完成VOCs分析仪103的校准动作。预设误差容许值例如是10%，即斜率误差不大于10%，则完成校准。此外，若斜率误差不符合预设误差容许值范围内，则重新发送远程校准指令以及预警讯息，通报运维人员，VOCs分析仪103的自动校准尚未完成，或有外部因素造成无法校准成准。

除了上述预设缓冲时间、预设线性度容许值与预设误差容许值的参数设定，在其他情境需求中，设计人员仍可根据设计需求进行调整，所以在本发明并不限于上述的数值。

综上所述，本发明提出一种VOCs远程监测校准的系统及其方法，具有以下技术特点及有益效果，通过远程服务器传送远程校准指令，近端主机接收远程校准指令，开通标准气体容器的出口阀件，让VOCs分析仪分析标准气体中VOCs的浓度结果，于比对预设标准气体的浓度结果，调整VOCs分析仪的设定，通过数据采集器采集校准后VOCs分析仪的VOCs浓度曲线及线性度结果，交由远程服务器计算与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的误差，若误差符合预设误差容许范围内，则VOCs分析仪完成校准，所以本发明能让运维人员在远程处，及时完成前端VOCs分析仪的校准动作，实时确保仪器提交的数据具备准确性及可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种VOCs远程监测校准的系统，其特征在于，所述系统包括：

远程服务器，用以发送远程校准指令；

近端主机，用以接收所述远程校准指令，并依据所述远程校准指令，开通标准气体容器的出口阀件；

VOCs分析仪，与所述标准气体容器的出口阀件连通，当所述出口阀件开通时，所述VOCs分析仪用以分析所述标准气体中VOCs的浓度结果，比对于预设标准气体的浓度结果，通过调整所述VOCs分析仪的设定，直到所分析的VOCs浓度曲线的线性度至少达预设线性度容许值；

数据采集器，用以采集校准后所述VOCs分析仪的VOCs浓度曲线及线性度结果，回传到所述近端主机，所述近端主机再上传至所述远程服务器，所述远程服务器用以计算所述校准后VOCs浓度曲线与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的斜率误差，若所述斜率误差符合预设误差容许范围内，则所述VOCs分析仪完成校准。

2.根据权利要求1所述VOCs远程监测校准的系统，其特征在于，所述系统还包括：

取样器，配置在所述出口阀件与所述VOCs分析仪之间，用以取样所述标准气体至所述VOCs分析仪；

控制器，电连接至所述近端主机、所述出口阀件及所述取样器，根据所述近端主机的命令，用以开通出口阀件并驱动所述取样器，将标准气体输送至所述VOCs分析仪。

3.根据权利要求2所述VOCs远程监测校准的系统，其特征在于，所述系统还包括预处理器，配置在所述VOCs分析仪与所述取样器之间，用以净化进入所述VOCs分析仪前的气体杂质。

4.根据权利要求1所述VOCs远程监测校准的系统，其特征在于，所述还包括网络服务器，所述远程服务器与所述近端主机通过所述网络服务器进行数据传输。

5.一种VOCs远程监测校准的方法，其特征在于，所述方法包括：

发送远程校准指令；

依据所述远程校准指令，开通标准气体容器的出口阀件；

采样所述标准气体容器的气体，并进行VOCs的浓度分析；

比对于预设标准气体的浓度结果，从而校准VOCs分析仪的设定，直到所分析的VOCs浓度曲线的线性度至少达预设线性度容许值；

采集校准后VOCs浓度曲线及线性度结果，回传至远程服务器；

计算所述校准后VOCs浓度曲线与前一次校准后VOCs浓度曲线之间的斜率误差，若所述斜率误差符合预设误差容许值范围内，则完成所述VOCs分析仪的校准动作。

6.根据权利要求5所述VOCs远程监测校准的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所分析的VOCs浓度结果的线性度至少达预设线性度容许值，则结束校准动作；

若未达预设线性度容许值，则重新校准VOCs分析仪的设定。

7.根据权利要求5所述VOCs远程监测校准的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述斜率误差不符合预设误差容许值范围内，则重新发送所述远程校准指令以及预警讯息。

8.根据权利要求5所述VOCs远程监测校准的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当发送所述远程校准指令时，停止VOCs气体采样及分析动作；

经过预设缓冲时间后，开始执行所述标准气体的采样动作；

当所述标准气体进入VOCs分析仪后，开启所述VOCs分析仪进行分析。

9.根据权利要求8所述VOCs远程监测校准的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述标准气体采样动作前，通过预处理器净化气体杂质。

10.根据权利要求5所述VOCs远程监测校准的方法，其特征在于，当所述校准后VOCs浓度曲线及线性度结果回传至远程服务器后，发送关闭所述出口阀件的指令，停止所述标准气体的供应。