CN112526070A - 一种lel和voc组合式废气分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LEL和VOC组合废气分析系统，包括：第一采样模块和第二采集模块，用于采集废气样本，分别获得第一待检测气体、第二待检测气体；LEL分析仪组，用于对第一待检测气体进行分析处理，获得第一分析结果，同时将第一待检测气体传输到VOC分析仪组，获得VOC分析结果；VOC分析仪组，用于对第二待检测气体进行分析，获得第二分析结果，同时将第二待检测气体传输到LEL分析仪组，获得LEL分析结果；处理模块，用于基于气体数据库，将LEL分析结果对第一分析结果进行反馈处理，VOC分析结果对第二分析结果进行反馈处理，并进行数据处理分析，进行显示。用以通过设置双重分析仪，对分析结果进行反馈处理，提高在线分析的准确性。

Description

一种LEL和VOC组合式废气分析系统

技术领域

本发明涉及废气检测技术领域，特别涉及一种LEL和VOC组合式废气分析系统。

背景技术

车间废气，是指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物的气体。这些废气有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氢、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氢、一氧化碳、硫酸(雾)铅汞、铍化物、烟尘及生产性粉尘，其中，可能会有可燃气体和易挥发气体的存在，当可燃气体的浓度达到一定值时，会发生爆炸，对车间的造成极大的破坏，并且由于易挥发气体中通常包含的是破坏环境气体，因此，对其产生的废气进行在线检测，就尤为重要，但是常见的在线检测仪，只是单纯的通过LEL及V0C仪器进行直接测量，但是其测量准确定还有待提高。

发明内容

本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，用以通过设置双重分析仪，对分析结果进行反馈处理，提高在线分析的准确性。

本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，包括：

第一采样模块，用于采集废气排出口的废气样本，并对所述废气样本进行第一预处理，获得第一待检测气体；

第二采样模块，用于采集废气排出口的废气样本，并对所述废气样本进行第二预处理，获得第二待检测气体；

LEL分析仪组，用于对所述第一采样模块获得的第一待检测气体进行分析处理，获得第一分析结果，同时将所述第一待检测气体传输到VOC分析仪组进行分析处理，获得VOC分析结果；

VOC分析仪组，用于对所述第二采样模块获得的第二待检测气体进行分析，获得第二分析结果，同时将所述第二待检测气体传输到LEL分析仪组进行分析处理，获得LEL分析结果；

处理模块，用于基于气体数据库，将所述LEL分析仪组获得的LEL分析结果对第一分析结果进行反馈处理，同时，将VOC分析仪组获得的VOC分析结果对第二分析结果进行反馈处理，并对反馈处理结果进行数据处理分析，并将数据处理结果进行显示。

优选地，所述第一采样模块包括：

第一取样探针，用于取样废气排出口的废气样本；

第一预处理装置，用于将所述第一取样探针取样的废气样本进行第一预处理，获得第一待检测气体，并传输到LEL分析仪组；

其中，所述第一预处理包括：水洗、除水、过滤、脱水。

优选地，所述第二采样模块包括：

第二取样探针，用于取样废气排出口的废气样本；

第二预处理装置，用于将所述第二取样探针取样的废气样本进行第二预处理，获得第二待检测气体，并传输到VOC分析仪组；

其中，所述第二预处理包括：水洗、除水、过滤、脱水。

优选地，所述LEL分析仪组包括第一LEL分析仪和第二LEL分析仪；

所述VOC分析仪组包括第一VOC分析仪和第二VOC分析仪；

其中，所述第一LEL分析仪与所述第一采样模块连接；

所述第二VOC分析仪与所述第一LEL分析仪连接；

其中，所述第一VOC分析仪与所述第二采样模块连接；

所述第二LEL分析仪与所述第一VOC分析仪连接。

优选地，还包括：

检验模块，用于当所述VOC分析仪组和LEL分析仪组分析待检测气体之前，将标准样气分别传输到VOC分析仪组和LEL分析仪组，并分别获取对应的分析结果；

所述处理模块，用于将所述检验模块获取的对应的分析结果进行验证处理，并根据验证处理结果判断所述VOC分析仪组和LEL分析仪组是否都处于正常状态，进行第一预警警示；

否则，进行第二预警警示；

同时，对处于异常状态的分析仪组进行红外激光扫射，获得所述分析仪组的三维构造图；

基于分析仪数据库，确定所述三维构造图中是否存在异常点，若存在，将所有异常点进行第一显著性标注；

否则，对处于异常状态的分析仪组中的每个电器件进行检查，并根据检查结果，确定异常器件，同时将所述异常器件在所述三维构造图中进行第二显著性标注。

优选地，所述处理模块包括：

第一确定单元，用于确定所述三维构造图中进行第一显著性标注的异常点的个数为m；

第二确定单元，用于基于三维构造图，划分所述分析仪组的关键部位，并确定所述关键部位的异常点；

计算单元，用于当所述关键部位存在n个异常点时，确定所述关键部位外的m-n个异常点与所述n个异常点之间的关联值P1；

其中，Q_i表示关键部位外的m-n个异常点中的第i个异常点的激光坐标点；Q′表示关键部位内的n个异常点的平均激光坐标点；Q′_j表示关键部位内的n个异常点中的第j个激光坐标点；

处理单元，用于当所述关联值大于预设值时，对所述关键部位外的m-n个异常点进行筛选处理，并将筛选点和n个异常点并作为待处理点；

否则，将所述n个异常点作为待处理点；

当关键部位中不存在异常点时，此时n＝0，关键部位外的异常点个数为m，此时通过如下公式进行计算，关键部位外的m个异常点的关联值P2；

；

其中，qi表示关键部位外的第i个异常点相对所述分析仪组的权重值；Q_i表示关键部位外的m-n个异常点中的第i个异常点的激光坐标点，且Q_i-1表示关键部位外的m-n个异常点中的第i-1个异常点的激光坐标点，其中，n＝0。

优选地，所述处理模块还包括：

区域分割单元，用于对所述分析仪组的器件的边缘进行模糊处理，并对每个器件进行粗划分，实现对每个器件的区域分割；

标注单元，用于将对应的所述异常器件进行第二显著性标注到对应的分割后的器件区域中。

优选地，还包括：

流量计，设置在第一采样模块向LEL分析仪组传输第一待检测气体的管道上，和第二采样模块向VOC分析仪组传输第二待检测气体的管道上，用于对每个管道上的气体流量进行测量；

监测模块，用于对分析仪组的排出气体进行监测；

所述处理模块，还用于根据所述流量计的测量结果、监测模块的监测结果、所述处理模块的数据处理结果，对气体排出池进行选择，其包括：

第一计算单元，用于根据所述数据处理结果和监测模块的监测结果，确定排出气体的气体成分，并计算不同气体成分在排出气体中的占比v(τ)；

其中，S表示数据处理结果对应的不同气体的吸收强度因子；ρ(τ)表示不同气体的气体密度；t表示监测结果对应的检测时间；x表示监测结果中不同气体的标准排出量；α为常数，且取值范围为[0.8，1.4]；k表示不同气体的气体种类数；

第二计算单元，用于根据所述流量计的测量结果，计算所述排出气体的气体体积，并根据所述第一计算单元计算的不同气体成分在排出气体中的占比，获得所述排出气体中的需要被处理的气体总量；

并根据所述气体总量，选择相应的气体排出池。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中提供的一种LEL和VOC组合式废气分析系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的第一采样模块和第二采样模块的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的处理模块的结构示意图；

图4为本发明实施例中提供的确定需要被处理的气体总量的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，如图1所示，包括：

第一采样模块，用于采集废气排出口的废气样本，并对所述废气样本进行第一预处理，获得第一待检测气体；

第二采样模块，用于采集废气排出口的废气样本，并对所述废气样本进行第二预处理，获得第二待检测气体；

LEL分析仪组，用于对所述第一采样模块获得的第一待检测气体进行分析处理，获得第一分析结果，同时将所述第一待检测气体传输到VOC分析仪组进行分析处理，获得VOC分析结果；

VOC分析仪组，用于对所述第二采样模块获得的第二待检测气体进行分析，获得第二分析结果，同时将所述第二待检测气体传输到LEL分析仪组进行分析处理，获得LEL分析结果；

处理模块，用于基于气体数据库，将所述LEL分析仪组获得的LEL分析结果对第一分析结果进行反馈处理，同时，将VOC分析仪组获得的VOC分析结果对第二分析结果进行反馈处理，并对反馈处理结果进行数据处理分析，并将数据处理结果进行显示。

优选地，所述LEL分析仪组包括第一LEL分析仪和第二LEL分析仪；

所述VOC分析仪组包括第一VOC分析仪和第二VOC分析仪；

其中，所述第一LEL分析仪与所述第一采样模块连接；

所述第二VOC分析仪与所述第一LEL分析仪连接；

其中，所述第一VOC分析仪与所述第二采样模块连接；

所述第二LEL分析仪与所述第一VOC分析仪连接。

在该实施例中，设置有两个采样模块，第一采样模块采集的气体以第一LEL分析仪为主，第二LEL分析仪为辅，且第二LEL分析仪是基于第二采样模块的基础上进行设计的；

该第二采样模块采集的气体以第一VOC分析仪为主，第二VOC分析仪为辅，且第二VOC分析仪是基于第一采样模块的基础上进行设计的；

通过设置双重的分析设备，并且主辅结合，实现对废气样本的有效检测，为在线检测提供了准确保障。

上述技术方案的有益效果是：用以通过设置双重分析仪，对分析结果进行反馈处理，提高在线分析的准确性。

本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，如图2所示，所述第一采样模块包括：

第一取样探针，用于取样废气排出口的废气样本；

第一预处理装置，用于将所述第一取样探针取样的废气样本进行第一预处理，获得第一待检测气体，并传输到LEL分析仪组；

其中，所述第一预处理包括：水洗、除水、过滤、脱水。

其中第一预处理装置，例如是包括：水洗单元、除水单元、过滤单元和脱水单元在内的，其实施流程如下：

第一取样探针开始从废弃排出口采集废气样本，并将废气样本通过打开的第一开关球阀排到水洗单元中，去除废气样本中的物料及酸性气体，此时除水单元中的防腐气动抽气泵从水洗单元中将去除废气样本中的物料及酸性气体的样气抽取并传输到除水单元中的恒温涡流除湿器中，恒温涡流除湿器将样气的水分进行去除，并将去除水分后的样气经过过滤单元中的第一过滤器清除样气中残余杂质与液滴，再将经过第一过滤器的样气基于脱水单元进行饱和水汽的脱除，最终传输到对应的LEL分析仪中，完成分析。

上述技术方案的有益效果是：通过对废气样本中的酸性气体等进行剔除，可有效的避免LEL分析仪被损坏，同时，可以有效的确保保留的气体LEL分析仪可以有效的被检测，降低其他气体的干扰。

本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，如图2所示，所述第二采样模块包括：

第二取样探针，用于取样废气排出口的废气样本；

第二预处理装置，用于将所述第二取样探针取样的废气样本进行第二预处理，获得第二待检测气体，并传输到VOC分析仪组；

其中，所述第二预处理包括：水洗、除水、过滤、脱水。

其中第二预处理装置，例如是包括：水洗单元、除水单元、过滤单元和脱水单元在内的，其实施流程如下：

第二取样探针开始从废弃排出口采集废气样本，并将废气样本通过打开的第一开关球阀排到水洗单元中，去除废气样本中的物料及酸性气体，此时除水单元中的防腐气动抽气泵从水洗单元中将去除废气样本中的物料及酸性气体的样气抽取并传输到除水单元中的恒温涡流除湿器中，恒温涡流除湿器将样气的水分进行去除，并将去除水分后的样气经过过滤单元中的第一过滤器清除样气中残余杂质与液滴，再将经过第一过滤器的样气基于脱水单元进行饱和水汽的脱除，最终传输到对应的VOC分析仪中，完成分析。

上述技术方案的有益效果是：通过对废气样本中的酸性气体等进行剔除，可有效的避免VOC分析仪被损坏，同时，可以有效的确保保留的气体VOC分析仪可以有效的被检测，降低其他气体的干扰。

本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，还包括：

检验模块，用于当所述VOC分析仪组和LEL分析仪组分析待检测气体之前，将标准样气分别传输到VOC分析仪组和LEL分析仪组，并分别获取对应的分析结果；

所述处理模块，用于将所述检验模块获取的对应的分析结果进行验证处理，并根据验证处理结果判断所述VOC分析仪组和LEL分析仪组是否都处于正常状态，进行第一预警警示；

否则，进行第二预警警示；

同时，对处于异常状态的分析仪组进行红外激光扫射，获得所述分析仪组的三维构造图；

基于分析仪数据库，确定所述三维构造图中是否存在异常点，若存在，将所有异常点进行第一显著性标注；

否则，对处于异常状态的分析仪组中的每个电器件进行检查，并根据检查结果，确定异常器件，同时将所述异常器件在所述三维构造图中进行第二显著性标注。

在该实施例中，还包括如下情况：

基于分析仪数据库，确定三维构造图中是否存在异常点，若存在，将所有异常点进行第一显著性标注；

同时，对处于异常状态的分析仪组中的每个电器件进行检查，并根据检查结果，确定异常器件，同时将所述异常器件在所述三维构造图中进行第二显著性标注。

该两种检查方法可以是同步实施的，不局限于只采用其中一种进行检查。

上述第一预警警示可以是语音警示，正常；

上述第二预警警示可以是语音警示，异常；

上述预警警示还可以是灯光、文字显示等其他任意方式。

上述第一显著性标注，可以是点的高亮显示，且第二显著性标注，可以是片或块的高亮显示。

上述技术方案的有益效果是：通过设置检验模块，是为了确定LEL分析仪组合VOC分析仪组可以正常检测，通过设置进行预警警示，是为了方便及时提醒，做好后续操作，通过进行激光扫射，是为了确定分析仪组的外部构造中是否存在异常点，通过对电器件进行检查，是为了分析仪组器件是否处于异常，通过显著性标注，是为了可以直观表达。

本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，如图3所示，所述处理模块包括：

第一确定单元，用于确定所述三维构造图中进行第一显著性标注的异常点的个数为m；

第二确定单元，用于基于三维构造图，划分所述分析仪组的关键部位，并确定所述关键部位的异常点；

计算单元，用于当所述关键部位存在n个异常点时，确定所述关键部位外的m-n个异常点与所述n个异常点之间的关联值P1；

其中，Q_i表示关键部位外的m-n个异常点中的第i个异常点的激光坐标点；Q′表示关键部位内的n个异常点的平均激光坐标点；Q′_j表示关键部位内的n个异常点中的第j个激光坐标点；

处理单元，用于当所述关联值大于预设值时，对所述关键部位外的m-n个异常点进行筛选处理，并将筛选点和n个异常点并作为待处理点；

否则，将所述n个异常点作为待处理点；

当关键部位中不存在异常点时，此时n＝0，关键部位外的异常点个数为m，此时通过如下公式进行计算，关键部位外的m个异常点的关联值P2；

其中，qi表示关键部位外的第i个异常点相对所述分析仪组的权重值；Q_i表示关键部位外的m-n个异常点中的第i个异常点的激光坐标点，且Q_i-1表示关键部位外的m-n个异常点中的第i-1个异常点的激光坐标点，其中，n＝0。

上述第一显著性标注的异常点可以是三维坐标，也可是二维坐标点，一般而言采用三维坐标点，可以提高分析的准确性。

上述关键部位，是提前设定好的，如分析仪中，主要对气体进行分析的部位，如气相色谱对气体浓度进行确定、FID检测器对气体进行分析等。

上述技术方案的有益效果是：通过对关键部位进行确定，进而确定关键部位内部和外部的异常点的个数，且通过将外部的异常点一一与每个内部的异常点进行坐标值的比较作为获取关联值的数据基础，且根据关联值与预设值的比较，进一步确定可作为需要被处理的待处理点，进而便于对分析仪的异常部分进行有效分析，确定分析仪的异常原因，为后续进行在线分析提供了保障，进而确保了分析的准确性。

本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，所述处理模块还包括：

区域分割单元，用于对所述分析仪组的器件的边缘进行模糊处理，并对每个器件进行粗划分，实现对每个器件的区域分割；

标注单元，用于将对应的所述异常器件进行第二显著性标注到对应的分割后的器件区域中。

该实施例中，由于每个电器件都占有一定的体积，所以采用模糊处理和粗划分相结合，可以有效的将电器件进行区别开来，减少区域分割的计算量；

通过将第二显著性标注到对应的器件区域中，是为了便于有效观察。

上述技术方案的有益效果是：采用模糊处理和粗划分相结合，可以有效的将电器件进行区别开来，减少区域分割的计算量；通过将第二显著性标注到对应的器件区域中，是为了便于有效观察。

在一个实施例中，在对气体进行在线检测的过程中，还需要对排出气体的气体成分占比和对应的需要被处理的气体进行分析，一是为了方便选择排气池，二是为了尽可能高效率的保护环境。

因此，本发明提供一种LEL和VOC组合式废气分析系统，如图4所示，还包括：

流量计，设置在第一采样模块向LEL分析仪组传输第一待检测气体的管道上，和第二采样模块向VOC分析仪组传输第二待检测气体的管道上，用于对每个管道上的气体流量进行测量；

监测模块，用于对分析仪组的排出气体进行监测；

所述处理模块，还用于根据所述流量计的测量结果、监测模块的监测结果、所述处理模块的数据处理结果，对气体排出池进行选择，其包括：

第一计算单元，用于根据所述数据处理结果和监测模块的监测结果，确定排出气体的气体成分，并计算不同气体成分在排出气体中的占比v(τ)；

其中，S表示数据处理结果对应的不同气体的吸收强度因子；ρ(τ)表示不同气体的气体密度；t表示监测结果对应的检测时间；x表示监测结果中不同气体的标准排出量；α为常数，且取值范围为[0.8，1.4]；k表示不同气体的气体种类数；

第二计算单元，用于根据所述流量计的测量结果，计算所述排出气体的气体体积，并根据所述第一计算单元计算的不同气体成分在排出气体中的占比，获得所述排出气体中的需要被处理的气体总量；

并根据所述气体总量，选择相应的气体排出池。

上述排出气体可以是包括易挥发的有机气体、可燃气体等在内的。

上述可以通过分析仪确定出气体的成分。

上述技术方案的有益效果是：通过在不同的管道上分别设置流量计，便于获取不同的经过预处理装置的气体流量，为后续分析气体总量提供数据基础，通过计算排出气体每种气体的气体占比，且根据气体流量，进一步计算需要被处理的气体总量，不仅可以提高选择排出池的准确性，还可以通过智能计算，降低人为参与，提高其的智能化。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种LEL和VOC组合式废气分析系统，其特征在于，包括：

第一采样模块，用于采集废气排出口的废气样本，并对所述废气样本进行第一预处理，获得第一待检测气体；

第二采样模块，用于采集废气排出口的废气样本，并对所述废气样本进行第二预处理，获得第二待检测气体；

LEL分析仪组，用于对所述第一采样模块获得的第一待检测气体进行分析处理，获得第一分析结果，同时将所述第一待检测气体传输到VOC分析仪组进行分析处理，获得VOC分析结果；

VOC分析仪组，用于对所述第二采样模块获得的第二待检测气体进行分析，获得第二分析结果，同时将所述第二待检测气体传输到LEL分析仪组进行分析处理，获得LEL分析结果；

检验模块，用于当所述VOC分析仪组和LEL分析仪组分析待检测气体之前，将标准样气分别传输到VOC分析仪组和LEL分析仪组，并分别获取对应的分析结果；

处理模块，用于基于气体数据库，将所述LEL分析仪组获得的LEL分析结果对第一分析结果进行反馈处理，同时，将VOC分析仪组获得的VOC分析结果对第二分析结果进行反馈处理，并对反馈处理结果进行数据处理分析，并将数据处理结果进行显示；

流量计，设置在第一采样模块向LEL分析仪组传输第一待检测气体的管道上，和第二采样模块向VOC分析仪组传输第二待检测气体的管道上，用于对每个管道上的气体流量进行测量；

监测模块，用于对分析仪组的排出气体进行监测；

所述处理模块，还用于根据所述流量计的测量结果、监测模块的监测结果、所述处理模块的数据处理结果，对气体排出池进行选择，其包括：

第一计算单元，用于根据所述数据处理结果和监测模块的监测结果，确定排出气体的气体成分，并计算不同气体成分在排出气体中的占比v(τ)；

其中，S表示数据处理结果对应的不同气体的吸收强度因子；ρ(τ)表示不同气体的气体密度；t表示监测结果对应的检测时间；x表示监测结果中不同气体的标准排出量；α为常数，且取值范围为[0.8，1.4]；k表示不同气体的气体种类数；

第二计算单元，用于根据所述流量计的测量结果，计算所述排出气体的气体体积，并根据所述第一计算单元计算的不同气体成分在排出气体中的占比，获得所述排出气体中的需要被处理的气体总量；

并根据所述气体总量，选择相应的气体排出池。

2.如权利要求1所述的LEL和VOC组合式废气分析系统，其特征在于，所述第一采样模块包括：

第一取样探针，用于取样废气排出口的废气样本；

第一预处理装置，用于将所述第一取样探针取样的废气样本进行第一预处理，获得第一待检测气体，并传输到LEL分析仪组；

其中，所述第一预处理包括：水洗、除水、过滤、脱水。

3.如权利要求1所述的LEL和VOC组合式废气分析系统，其特征在于，所述第二采样模块包括：

第二取样探针，用于取样废气排出口的废气样本；

第二预处理装置，用于将所述第二取样探针取样的废气样本进行第二预处理，获得第二待检测气体，并传输到VOC分析仪组，

其中，所述第二预处理包括：水洗、除水、过滤、脱水。

4.如权利要求1所述的LEL和VOC组合式废气分析系统，其特征在于，

所述LEL分析仪组包括第一LEL分析仪和第二LEL分析仪；

所述VOC分析仪组包括第一VOC分析仪和第二VOC分析仪；

其中，所述第一LEL分析仪与所述第一采样模块连接；

所述第二VOC分析仪与所述第一LEL分析仪连接；

其中，所述第一VOC分析仪与所述第二采样模块连接；

所述第二LEL分析仪与所述第一VOC分析仪连接。

5.如权利要求1所述的LEL和VOC组合式废气分析系统，其特征在于，所述处理模块还包括：

区域分割单元，用于对所述分析仪组的器件的边缘进行模糊处理，并对每个器件进行粗划分，实现对每个器件的区域分割；

标注单元，用于将对应的所述异常器件进行第二显著性标注到对应的分割后的器件区域中。

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