CN110702839A - 一种气体污染物检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种气体污染物检测方法及装置，其中方法包括：燃烧气体污染物，得到气体污染物转化的二氧化碳气体；检测二氧化碳气体的浓度；将二氧化碳气体的浓度与二氧化碳气体标准浓度进行比较，得到气体污染物的浓度。通过采用燃烧方式处理气体污染物以得到气体污染物转化的二氧化碳气体，将二氧化碳气体的浓度与标准二氧化碳气体浓度进行比较，得到待测气体中气体污染物的浓度，具备气体污染物检测精度高的优点，且同步检测各类气体污染物节省检测时间，提高检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及气体成分检测技术领域，具体涉及一种气体污染物检测方法及装置。
背景技术
污染物是指进入环境后使环境的正常组成发生变化，直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的物质。气体污染物是污染物的一种，主要包括各种有机污染物和无机污染物。气体污染物释放到空气中，不仅造成环境污染，而且对人体健康造成威胁。
现有的气体污染物检测方式通过多种传感器对各类气体污染物进行检测，得到待测气体中的某类气体污染物的浓度。各种传感器在检测过程中，受待测气体中的各类气体污染物高度融合的影响，存在检测精度差及各类气体污染物互相干扰检测结果的缺陷，分别对各类气体污染物进行检测还存在耗时较长的问题。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服气体污染物检测中存在的精度差、耗时长的缺陷，从而提供一种气体污染物检测方法，包括如下步骤：
燃烧气体污染物，得到所述气体污染物转化的二氧化碳气体；
检测所述二氧化碳气体的浓度；
将所述二氧化碳气体的浓度与二氧化碳气体标准浓度进行比较，得到所述气体污染物的浓度。
优选地，所述燃烧气体污染物得到所述气体污染物转化的二氧化碳气体，包括：
逐步提高燃烧温度；
当所述燃烧温度处于第一预设温度范围时，得到有机气体污染物转化的所述二氧化碳气体；
当温度处于第二预设温度范围时，得到无机气体污染物转化的所述二氧化碳气体；
其中，所述第一预设温度范围的最大值小于或等于所述第二预设温度范围的最小值。
优选地，所述检测所述二氧化碳气体的浓度，包括：
对所述二氧化碳气体进行还原，得到甲烷气体；
检测所述甲烷气体的离子浓度；
将所述甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，其中，所述甲烷气体标准离子浓度与所述二氧化碳气体标准浓度相对应；
得到所述二氧化碳气体的浓度。
优选地，所述将所述甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，包括：
获取所述甲烷气体离子浓度的化学信号；
将所述甲烷气体离子浓度的化学信号转换为电信号；
将所述甲烷气体离子浓度的电信号生成积分图；
将所述甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比，其中，所述标准积分图与所述甲烷气体标准离子浓度相对应。
优选地，所述将所述甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比，包括：
将所述甲烷气体离子浓度的积分图面积与所述标准积分图面积作对比。
相应地，本发明还提供一种气体污染物检测装置，包括:
燃烧模块，用于对气体污染物进行燃烧，得到所述气体污染物转化的二氧化碳气体；
检测模块，用于检测所述二氧化碳气体的浓度；
对比模块，用于将所述二氧化碳气体的浓度与二氧化碳气体标准浓度做比较，得到所述气体污染物的浓度。
优选地，所述燃烧模块包括：
控制单元，用于逐步提高燃烧温度；
第一获取单元，用于当所述燃烧温度处于第一预设温度范围时，得到有机气体污染物所转化的所述二氧化碳气体；
第二获取单元，用户当所述燃烧温度处于第二预设温度范围时，得到无机气体污染物所转化的所述二氧化碳气体；
其中，所述第一预设温度范围的最大值小于或等于所述第二预设温度范围的最小值。
优选地，所述检测模块包括：
还原单元，用于对所述二氧化碳气体进行还原，得到甲烷气体；
检测单元，用于检测所述甲烷气体的离子浓度；
对比单元，用于将所述甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，其中，所述甲烷气体标准离子浓度与所述二氧化碳气体标准浓度相对应。
优选地，所述对比单元包括：
信号获取子单元，用于获取所述甲烷气体离子浓度的化学信号；
信号转换子单元，用于将所述甲烷气体离子浓度的化学信号转换为电信号；
积分图生成子单元，用于将所述甲烷气体离子浓度的电信号生成积分图；
积分图对比子单元，用于将所述甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比，其中，所述标准积分图与所述甲烷气体标准离子浓度相对应。
优选地，所述积分图对比子单元还用于将所述甲烷气体离子浓度的积分图面积与所述标准积分图面积作对比。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种气体污染物检测方法的步骤。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种气体污染物检测方法的步骤。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的气体污染物检测方法及装置，通过采用燃烧方式处理气体污染物以得到气体污染物转化的二氧化碳气体，将二氧化碳气体的浓度与标准二氧化碳气体浓度进行比较，得到待测气体中气体污染物的浓度，具备气体污染物检测精度高、同步检测节省检测时间等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例中气体污染物检测方法流程图；
图2为本发明实施例中气体污染物燃烧控制方法流程图；
图3为本发明实施例中二氧化碳气体浓度检测方法流程图；
图4为本发明实施例中甲烷气体浓度检测方法流程图；
图5为本发明实施例中气体污染物检测装置框图；
图6为本发明实施例中燃烧模块框图；
图7为本发明实施例中检测模块框图；
图8为本发明实施例中对比单元框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明实施例的第一方面提供气体污染物检测方法，请参照图1，包括如下步骤：
S100，燃烧气体污染物，得到气体污染物转化的二氧化碳气体。通过燃烧可以使待测气体中的有机气体污染物和无机气体污染物生成二氧化碳气体。
可选的，燃烧温度的范围为40℃-900℃。绝大多数有机气体污染物和无机气体污染物均可在此范围内实现转化，得到相应的二氧化碳气体，用于后续的浓度测量。
S200，检测二氧化碳气体的浓度。
S300，将二氧化碳气体的浓度与二氧化碳气体标准浓度进行比较，得到气体污染物的浓度。
上述气体污染物检测方法通过采用燃烧方式处理气体污染物以得到气体污染物转化的二氧化碳气体，将二氧化碳气体的浓度与标准二氧化碳气体浓度进行比较，得到待测气体中气体污染物的浓度，具备气体污染物检测精度高的优点，且同步检测各类气体污染物节省检测时间，提高检测效率。
在本发明实施例的一个实施方式中，请参照图2，上述步骤S100中燃烧气体污染物得到气体污染物转化的二氧化碳气体，包括如下步骤：
S110，逐步提高燃烧温度。
通过逐步提高燃烧温度，可以更加充分地对有机气体污染物和无机气体污染物进行燃烧，以提高气体污染物的检测精度。
可选的，燃烧温度在第一预设温度区间内升高50℃-70℃/min，在第二预设温度区间内每次升高20℃/min。
S120，当燃烧温度处于第一预设温度范围时，得到有机气体污染物转化的二氧化碳气体。
S130，当温度处于第二预设温度范围时，得到无机气体污染物转化的二氧化碳气体。
其中，第一预设温度范围的最大值小于或等于第二预设温度范围的最小值。
通过逐步提高气体污染物的燃烧温度，在不同的燃烧阶段将有机气体污染物和无机气体污染物区分开来。
一般来说，有机气体污染物的沸点较低，无机气体污染物的沸点较高。当燃烧温度处于第一预设温度范围时，有机气体污染物在燃烧的作用下转化得到二氧化碳气体。此时，所得到的二氧化碳气体仅是由有机气体污染物转化而来，并不包含无机气体污染物所转化的二氧化碳气体。
可选的，第一预设温度范围为40℃-400℃。
在本发明实施例的一个实施方式中，第一预设温度范围可以进一步细分为：第一预设区间、第二预设区间和第三预设区间。
可选的，第一预设区间的数值范围为40℃-120℃，当燃烧温度位于第一预设区间时，可转化为二氧化碳气体的有机气体污染物为C6以下短链有机气体污染物。
可选的，第二预设区间的数值范围为120℃-250℃，当燃烧温度位于第二预设区间时，可转化为二氧化碳气体的有机气体污染物为C7-C12的中链有机气体污染物。
可选的，第三预设区间的数值范围为250℃-400℃，当燃烧温度位于第三预设区间时，可转化为二氧化碳气体的有机气体污染物为C12以上的长链有机气体污染物。
当燃烧温度处于第二预设温度范围时，无机气体污染物在燃烧的作用下转化得到二氧化碳气体。此时，所得到的二氧化碳气体仅是由无机气体污染物转化而来，并不包含有机气体污染物所转化的二氧化碳气体。
可选的，第二预设温度范围为400℃-900℃。当燃烧温度处于此范围内时，可转化为二氧化碳气体的无机气体污染物为炭黑类无机气体污染物。
在本发明实施例的一个实施方式中，请参照图3，上述步骤S200中检测二氧化碳气体的浓度，包括如下步骤：
S210，对二氧化碳气体进行还原，得到甲烷气体。
S220，检测甲烷气体的离子浓度。
S230，将甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，其中，甲烷气体标准离子浓度与二氧化碳气体标准浓度相对应。
S240，得到二氧化碳气体的浓度。
二氧化碳气体的浓度检测可以通过将二氧化碳还原成甲烷来实现。甲烷气体更易于实现浓度的检测，通过将检测出来的甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，可以得到与之相对应的二氧化碳气体的浓度。其中，甲烷气体标准离子浓度与二氧化碳气体标准浓度相对应。
可选的，请参照图4，上述步骤S230中将甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，包括如下步骤：
S231，获取甲烷气体离子浓度的化学信号。
S232，将甲烷气体离子浓度的化学信号转换为电信号。
S233，将甲烷气体离子浓度的电信号生成积分图。
S234，将甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比，其中，标准积分图与甲烷气体标准离子浓度相对应。
检测甲烷气体的离子浓度，得到甲烷气体的化学信号，并将化学信号转化为电信号，通过积分图输出设备将上述电信号生成积分图。将得到的积分图与标准积分图进行对比，以得到甲烷气体的离子浓度，并进一步得到相对应的二氧化碳气体的浓度。
可选的，将甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比，包括：将甲烷气体离子浓度的积分图面积与标准积分图面积作对比。
通过计算积分图面积的大小，相较于标准积分图，可以得到甲烷气体离子浓度的积分图所对应的甲烷气体的离子浓度及相对应的二氧化碳气体浓度。进一步得到在不同的温度下有机气体污染物和无机气体污染物各自的浓度。
标准积分图可通过将已知浓度或大气环境中的二氧化碳气体还原成甲烷气体，检测甲烷气体的离子浓度，将甲烷气体的离子浓度的化学信号转换为电信号，将电信号通过积分图输出设备输出为标准积分图。此标准积分图校对流程可以定期进行，保证标准积分图准确性，提高气体污染物检测的准确性。
本发明实施例的第二方面提供了一种气体污染物检测装置，请参照图5，包括：燃烧模块1、检测模块2和对比模块3。
燃烧模块1，用于对气体污染物进行燃烧，得到气体污染物转化的二氧化碳气体。检测模块2，用于检测二氧化碳气体的浓度。对比模块3，用于将二氧化碳气体的浓度与二氧化碳气体标准浓度做比较，得到气体污染物的浓度。
在本发明实施例的一个实施方式中，请参照图6，燃烧模块1还包括：控制单元11、第一获取单元12和第二获取单元12。
控制单元11，用于逐步提高燃烧温度。第一获取单元12，用于当燃烧温度处于第一预设温度范围时，得到有机气体污染物所转化的二氧化碳气体。第二获取单元12，用户当燃烧温度处于第二预设温度范围时，得到无机气体污染物所转化的二氧化碳气体。其中，第一预设温度范围的最大值小于或等于第二预设温度范围的最小值。
在本发明实施例的另一个实施方式中，请参照图7，检测模块2包括：还原单元21、检测单元22和对比单元23。
还原单元21，用于对二氧化碳气体进行还原，得到甲烷气体。检测单元22，用于检测甲烷气体的离子浓度。对比单元23，用于将甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比。其中，甲烷气体标准离子浓度与二氧化碳气体标准浓度相对应。
可选的，请参照图8，对比单元23还包括：信号获取子单元231、信号转换子单元232、积分图生成子单元233和积分图对比子单元234。
信号获取子单元231，用于获取甲烷气体离子浓度的化学信号。信号转换子单元232，用于将甲烷气体离子浓度的化学信号转换为电信号。积分图生成子单元233，用于将甲烷气体离子浓度的电信号生成积分图。积分图对比子单元234，用于将甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比。其中，标准积分图与甲烷气体标准离子浓度相对应。
优选的，积分图对比子单元234还用于将甲烷气体离子浓度的积分图面积与标准积分图面积作对比。
本发明实施例的第三方面提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一种气体污染物检测方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一种气体污染物检测方法的步骤。
本发明实施例提供的一种气体污染物检测方法及装置，通过采用燃烧方式处理气体污染物以得到气体污染物转化的二氧化碳气体，将二氧化碳气体的浓度与标准二氧化碳气体浓度进行比较，得到待测气体中气体污染物的浓度，具备气体污染物检测精度高、同步检测节省检测时间等优点。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种气体污染物检测方法，其特征在于，包括如下步骤:
燃烧气体污染物，得到所述气体污染物转化的二氧化碳气体；
检测所述二氧化碳气体的浓度；
将所述二氧化碳气体的浓度与二氧化碳气体标准浓度进行比较，得到所述气体污染物的浓度。
2.根据权利要求1所述的气体污染物检测方法，其特征在于，所述燃烧气体污染物得到所述气体污染物转化的二氧化碳气体，包括：
逐步提高燃烧温度；
当所述燃烧温度处于第一预设温度范围时，得到有机气体污染物转化的所述二氧化碳气体；
当温度处于第二预设温度范围时，得到无机气体污染物转化的所述二氧化碳气体；
其中，所述第一预设温度范围的最大值小于或等于所述第二预设温度范围的最小值。
3.根据权利要求1所述的气体污染物检测方法，其特征在于，所述检测所述二氧化碳气体的浓度，包括：
对所述二氧化碳气体进行还原，得到甲烷气体；
检测所述甲烷气体的离子浓度；
将所述甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，其中，所述甲烷气体标准离子浓度与所述二氧化碳气体标准浓度相对应；
得到所述二氧化碳气体的浓度。
4.根据权利要求3所述的气体污染物检测方法，其特征在于，所述将所述甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，包括：
获取所述甲烷气体离子浓度的化学信号；
将所述甲烷气体离子浓度的化学信号转换为电信号；
将所述甲烷气体离子浓度的电信号生成积分图；
将所述甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比，其中，所述标准积分图与所述甲烷气体标准离子浓度相对应。
5.根据权利要求4所述的气体污染物检测方法，其特征在于，所述将所述甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比，包括：
将所述甲烷气体离子浓度的积分图面积与所述标准积分图面积作对比。
6.一种气体污染物检测装置，其特征在于，包括：
燃烧模块，用于对气体污染物进行燃烧，得到所述气体污染物转化的二氧化碳气体；
检测模块，用于检测所述二氧化碳气体的浓度；
对比模块，用于将所述二氧化碳气体的浓度与二氧化碳气体标准浓度做比较，得到所述气体污染物的浓度。
7.根据权利要求6所述的气体污染物检测装置，其特征在于，所述燃烧模块包括：
控制单元，用于逐步提高燃烧温度；
第一获取单元，用于当所述燃烧温度处于第一预设温度范围时，得到有机气体污染物所转化的所述二氧化碳气体；
第二获取单元，用户当所述燃烧温度处于第二预设温度范围时，得到无机气体污染物所转化的所述二氧化碳气体；
其中，所述第一预设温度范围的最大值小于或等于所述第二预设温度范围的最小值。
8.根据权利要求6所述的气体污染物检测装置，其特征在于，所述检测模块包括：
还原单元，用于对所述二氧化碳气体进行还原，得到甲烷气体；
检测单元，用于检测所述甲烷气体的离子浓度；
对比单元，用于将所述甲烷气体的离子浓度与甲烷气体标准离子浓度作对比，其中，所述甲烷气体标准离子浓度与所述二氧化碳气体标准浓度相对应。
9.根据权利要求8所述的气体污染物检测装置，其特征在于，所述对比单元包括：
信号获取子单元，用于获取所述甲烷气体离子浓度的化学信号；
信号转换子单元，用于将所述甲烷气体离子浓度的化学信号转换为电信号；
积分图生成子单元，用于将所述甲烷气体离子浓度的电信号生成积分图；
积分图对比子单元，用于将所述甲烷气体离子浓度的积分图与标准积分图作对比，其中，所述标准积分图与所述甲烷气体标准离子浓度相对应。
10.根据权利要求9所述的气体污染物检测装置，其特征在于，
所述积分图对比子单元还用于将所述甲烷气体离子浓度的积分图面积与所述标准积分图面积作对比。
11.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述一种气体污染物检测方法的步骤。
12.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一项所述一种气体污染物检测方法的步骤。
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| CN110702839B (zh) | 2021-03-02 |
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