CN112540151A - 介质中可挥发性气体的检测装置及方法 - Google Patents

介质中可挥发性气体的检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种介质中可挥发性气体的检测装置及方法，其中，该装置包括：多个气体采集探头，用于采集介质中不同点位的样本气体；过滤器，所述过滤器的输入端与多个气体采集探头连接，用于对多个气体采集探头采集的样本气体进行过滤除尘；除湿器，所述除湿器的第一输入端与所述过滤器的输出端连接，用于对过滤后的样本气体进行除湿；检测设备，与所述除湿器的第一输出端连接，用于对除湿后的样本气体进行分析，检测可挥发性气体。该方案实现了一套上述装置可以采集介质中不同点位的样本气体进而进行检测，对样本气体进行了过滤除尘、除湿的预处理，避免或减少监测数据的失真，提高监测数据的质量，进而有利于提高检测结果的准确度。

Description

介质中可挥发性气体的检测装置及方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，特别涉及一种介质中可挥发性气体的检测装置及方法。
背景技术
国家大力推进生态文明建设，出台了一系列的政策法规，对土壤、地下水的保护力度不断加强。随着土壤修复技术的兴起，土壤中可挥发性气体检测成为土壤环境评 价及修复过程中的关键因素。现有的土壤中可挥发性气体检测技术和设备在使用过程 中存在种种弊端，例如：测量数据容易受颗粒物与湿度的影响，设备无采样预处理 器，这些都导致监测数据严重失真，降低检测结果的准确度，并且影响监测设 备的使用寿命；另外，一台设备只能实现单点位测量，多点位的监测成本很高。
发明内容
本发明实施例提供了一种介质中可挥发性气体的检测装置，以解决现有技术中可挥发气体检测存在的准确度低、多点位监测成本高的技术问题。该装置包括：
多个气体采集探头，用于采集介质中不同点位的样本气体；
过滤器，所述过滤器的输入端与多个气体采集探头连接，用于对多个气体采集探头采集的样本气体进行过滤除尘；
除湿器，所述除湿器的第一输入端与所述过滤器的输出端连接，用于对过滤后的样本气体进行除湿；
检测设备，与所述除湿器的第一输出端连接，用于对除湿后的样本气体进行分析，检测可挥发性气体。
本发明实施例还提供了一种介质中可挥发性气体的检测方法，以解决现有技术中可挥发气体检测存在的准确度低、多点位监测成本高的技术问题。该方法包括：
通过多个气体采集探头分别采集介质中不同点位的样本气体；
通过过滤器对采集的样本气体进行过滤除尘；
通过除湿器对过滤后的样本气体进行除湿；
通过检测设备对除湿后的样本气体进行分析，检测可挥发性气体。
在本发明实施例中，通过设置多个气体采集探头，每个气体采集探头设置在不同的点位上，实现了一套上述装置可以采集介质中不同点位的样本气体进而进行检测， 在面对多点位的监测时，不需要额外增加设备，有利于降低成本；同时，在对样本气 体进行分析检测前，利用过滤器对多个气体采集探头采集的样本气体进行过滤除尘， 以去除样本气体中的颗粒物等杂尘，并利用除湿器对过滤后的样本气体进行除湿，以 去除样本气体中多余的水分，进而再基于样本气体进行分析，检测可挥发性气体，即 在对样本气体进行分析检测之前，对样本气体进行了过滤除尘、除湿的预处理，避免 或减少监测数据的失真，提高监测数据的质量，进而有利于提高检测结果的准确度， 有利于提高上述介质中可挥发性气体的检测装置的测量稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种介质中可挥发性气体的检测装置的结构框图；
图2是本发明实施例提供的一种具体的介质中可挥发性气体的检测装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种具体的介质中可挥发性气体的检测装置的使用流程图；
图4是本发明实施例提供的一种介质中可挥发性气体的检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发 明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明实施例中，提供了一种介质中可挥发性气体的检测装置，如图1所示， 该装置包括：
多个气体采集探头1，用于采集介质中不同点位的样本气体；
过滤器3，所述过滤器的输入端与多个气体采集探头连接，用于对多个气体采集探头采集的样本气体进行过滤除尘；
除湿器4，所述除湿器4的第一输入端与所述过滤器3的输出端连接，用于对过 滤后的样本气体进行除湿；
检测设备5，与所述除湿器4的第一输出端连接，用于对除湿后的样本气体进行 分析，检测可挥发性气体。
由图1所示可知，在本发明实施例中，通过设置多个气体采集探头，每个气体采 集探头设置在不同的点位上，实现了一套上述装置可以采集介质中不同点位的样本气 体进而进行检测，在面对多点位的监测时，不需要额外增加设备，有利于降低成本； 同时，在对样本气体进行分析检测前，利用过滤器对多个气体采集探头采集的样本气 体进行过滤除尘，以去除样本气体中的颗粒物等杂尘，并利用除湿器对过滤后的样本 气体进行除湿，以去除样本气体中多余的水分，进而再基于样本气体进行分析，检测 可挥发性气体，即在对样本气体进行分析检测之前，对样本气体进行了过滤除尘、除 湿的预处理，避免或减少监测数据的失真，提高监测数据的质量，进而有利于提高检 测结果的准确度，有利于提高上述介质中可挥发性气体的检测装置的测量稳定性。
具体实施时，上述气体采集探头1的数量可以根据具体工况需求来进行相应的调整、配置，使得上述装置具备扩展性。例如，如图2所示，气体采集探头1为10个 (如图2中的IN1、IN2、IN3……IN10)。
具体实施时，为了进一步提高监测数据的质量，在预处理样本气体时减少对样本气体的影响，实现无失真处理，在本实施例中，提出采用干空气对样本气体进行置换 干燥的方式，如图2所示，上述介质中可挥发性气体的检测装置，还包括：
干燥过滤器6，所述干燥过滤器6的输出端与所述除湿器4的第二输入端连接， 用于对空气进行除湿且过滤，并将除湿且过滤后的空气输入给所述除湿器4；
所述除湿器4，所述除湿器4的第二输出端与第一真空泵8连接，具体用于将空 气和样本气体进行置换除湿，并将置换后的空气输入给所述第一真空泵8，此时，除 湿器4的第一输出端将除湿后的样本气体输入给检测设备5；
所述第一真空泵8采用抽吸排空的方式将置换后的空气排出所述介质中可挥发性气体的检测装置。
具体实施时，根据对空气的除湿且过滤的不同需求，可以采用多个干燥过滤器6，干燥过滤器6的具体数量本申请不做具体限定。例如，如图2所示，可以采用3个干 燥过滤器6，3个干燥过滤器6通过管道首位连接。
具体实施时，为了进一步提高检测结果的精度，在本实施例中，如图2所示，上 述介质中可挥发性气体的检测装置，还包括：
第一三通阀7，所述第一三通阀7的输入端与所述干燥过滤器6的输出端连接， 所述第一三通阀7的第一输出端与所述除湿器4的第二输入端连接，所述第一三通阀 7的第二输出端与所述检测设备5的输入端连接，第一三通阀7用于通过所述第二输 出端将所述干燥过滤器除湿且过滤后的空气输入给所述检测设备5；
所述检测设备5，具体用于将除湿后的样本气体和所述干燥过滤器除湿且过滤后的空气混合后进行分析，检测可挥发性气体。
具体的，分析样本气体的具体方法本申请不做具体限定，可以采用现有方法来分析样本气体，进而检测可挥发性气体，可以检测可挥发性气体的成分、浓度等。
具体实施时，上述检测设备5可以设置有显示屏，实时显示检测结果数据。
具体实施时，为了实现可以分别单独检测每个点位上的样本气体，在本实施例中，如图2所示，上述介质中可挥发性气体的检测装置，还包括：
多个控制阀11(如图2中的V1、V2、V3……V10)，分别设置在所述过滤器3 与每个气体采集探头1之间的管道上，即每个气体采集探头1通过单独的管道与过滤 器3的输入端连接，每个气体采集探头1对应的单独的管道上设置一个控制阀11， 在检测时，各个待检测点位上的气体采集探头1对应的控制阀11被间隔预设时长依 次打开，即同一时间内只对一个点位上的气体进行采集、检测，多个点位需要检测时， 间隔预设时长分别依次打开各点位上的气体采集探头1对应的控制阀11，未检测的 点位上的气体采集探头对应的控制阀为关闭状态。
具体实施时，上述控制阀11可以通过电信号或脉冲信号等方式来触发控制打开和闭合，以实现自动化控制切换不同点位的样本气体采集、检测。
具体实施时，为了实现在对一个点位上的气体进行采集、检测的同时，对另外一个点位进行预采集，以缩短检测时间，在检测结束时可以排出管道内多余的样本气体， 在本发明实施例中，如图2所示，上述介质中可挥发性气体的检测装置，还包括：
第二三通阀2，所述第二三通阀2的输出端与所述过滤器3的输入端连接，所述 第二三通阀2的第一输入端与第一组内每个气体采集探头1对应的控制阀11连接， 第二三通阀2的第二输入端与第二组内每个气体采集探头1对应的控制阀11连接， 其中，所有气体采集探头1分为两组；
第三三通阀9，所述第三三通阀9的输出端与第二真空泵10的输入端连接，所 述第三三通阀9的第一输入端与第一组内每个气体采集探头1对应的控制阀11连接， 所述第三三通阀9的第二输入端与第二组内每个气体采集探头1对应的控制阀11连 接；在对第一组内一个气体采集探头1采集的样本气体进行检测时，该气体采集探头 1对应的控制阀11打开，所述第二三通阀2的第一输入端打开，所述第二三通阀2 的第二输入端关闭，同时，对第二组内一个气体采集探头1进行样本气体预采样，该 气体采集探头1对应的控制阀11打开，所述第三三通阀9的第一输入端关闭，所述 第三三通阀9的第二输入端打开；当对第一组内该气体采集探头1采集的样本气体检 测完毕，则该气体采集探头1对应的控制阀11关闭，所述第二三通阀2的第一输入 端关闭，所述第二三通阀2的第二输入端打开，同时，所述第三三通阀9的第一输入 端打开，所述第三三通阀9的第二输入端关闭，对第二组内该一个气体采集探头1 采集的样本气体进行检测，将第一组内另一个气体采集探头1对应的控制阀11打开， 对该另一个气体采集探头1进行样本气体预采样；
所述第二真空泵10用于排出所述第三三通阀9输出的气体。
具体实施时，结合图2、图3所示，上述介质中可挥发性气体的检测装置的使用 流程如下：以气体采集探头IN1至IN5为第一组、气体采集探头IN6至IN10为第二 组为例，当检测气体采集探头IN1气体采集探头对应通道的气体时，开启控制阀V1， 开启第二三通阀VA的第一输入端。同时开启IN6气体采集探头对应的控制阀V6， 开启第三三通阀VB的第二输入端，对气体采集探头IN5进行预采样，更新气体采集 探头IN6对应通道内气体，气体采集探头IN6采集的气体进入第三三通阀VB，进而 通过第二真空泵10排出，缩短采样检测时间。此时，气体采集探头IN1对应通道内 的气体通过过滤器与除湿器，进入检测设备；气体采集探头IN6对应通道内气体通过 第三三通阀VB排出。当气体采集探头IN1对应通道内气体检测完毕时，关闭气体采 集探头IN1对应的控制阀V1，关闭第二三通阀VA的第一输入端，开启第二三通阀 VA的第二输入端，关闭第三三通阀VB的第二输入端，开启第三三通阀VB的第一输入端，此时气体采集探头IN6对应通道的气体进入第二三通阀VA，开始对气体采 集探头IN6对应通道内的气体进行检测，同时，打开气体采集探头IN2对应的控制阀 V2，此时，气体采集探头IN2进行预采样，更新气体采集探头IN2对应通道内气体， 气体采集探头IN2采集的气体和气体采集探头IN1对应管道内的残余气体开始进入第 三三通阀VB，进而通过第二真空泵10排除，如此进行气体轮循检测。
具体实施时，上述介质可以是土壤等固体，也可以是气体环境或液体环境。
具体实施时，上述可挥发性气体可以是NH3、H2S、NO2、NO、CO2、CO、SO2、 ETO、CH3SH、CH2O、CL2、HCL、C4H8S、C2H4、H2、O2、HCN、SIH4、HF、F2、 CH4等因子。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种介质中可挥发性气体的检测方法，如下面的实施例所述。由于介质中可挥发性气体的检测方法解决问题的原理与介 质中可挥发性气体的检测装置相似，因此介质中可挥发性气体的检测方法的实施可以 参见介质中可挥发性气体的检测装置的实施，重复之处不再赘述。
图4是本发明实施例的介质中可挥发性气体的检测方法的流程图，如图4所示， 该方法包括：
步骤402：通过多个气体采集探头分别采集介质中不同点位的样本气体；
步骤404：通过过滤器对采集的样本气体进行过滤除尘；
步骤406：通过除湿器对过滤后的样本气体进行除湿；
步骤408：通过检测设备对除湿后的样本气体进行分析，检测可挥发性气体。
在一个实施例中，通过除湿器对过滤后的样本气体进行除湿，包括：
通过干燥过滤器对空气进行除湿且过滤，通过第一三通阀将除湿且过滤后的空气输入给所述除湿器；
通过所述除湿器将除湿且过滤后的空气和过滤后的样本气体进行置换来除湿。
在一个实施例中，对除湿后的样本气体进行分析，检测可挥发性气体，包括：
通过所述第一三通阀将除湿且过滤后的空气输入给所述检测设备；
通过所述检测设备将除湿后的样本气体和除湿且过滤后的空气混合后进行分析，检测可挥发性气体。
在一个实施例中，还包括：
分别在所述过滤器与每个气体采集探头之间的管道上设置控制阀，在检测时，间隔预设时长依次打开各个待检测的点位上的气体采集探头对应的控制阀，关闭未检测 的点位上的气体采集探头对应的控制阀。
在一个实施例中，还包括：
将第二三通阀的输出端与所述过滤器的输入端连接，将所述第二三通阀的第一输入端与第一组内每个气体采集探头1对应的控制阀11连接，将所述第二三通阀的第 二输入端与第二组内每个气体采集探头对应的控制阀连接，其中，所有气体采集探头 1分为两组；
将第三三通阀的输出端与第二真空泵的输入端连接，将所述第三三通阀的第一输入端与第一组内每个气体采集探头对应的控制阀连接，将所述第三三通阀的第二输入 端与第二组内每个气体采集探头对应的控制阀连接；在对第一组内一个气体采集探头 采集的样本气体进行检测时，该气体采集探头对应的控制阀打开，所述第二三通阀的 第一输入端打开，所述第二三通阀的第二输入端关闭，同时，对第二组内一个气体采 集探头进行样本气体预采样，该气体采集探头对应的控制阀打开，所述第三三通阀的 第一输入端关闭，所述第三三通阀的第二输入端打开；当对第一组内该气体采集探头 采集的样本气体检测完毕，则该气体采集探头对应的控制阀关闭，所述第二三通阀的 第一输入端关闭，所述第二三通阀的第二输入端打开，同时，所述第三三通阀的第一 输入端打开，所述第三三通阀的第二输入端关闭，对第二组内该一个气体采集探头采 集的样本气体进行检测，将第一组内另一个气体采集探头对应的控制阀打开，对该另 一个气体采集探头进行样本气体预采样；
通过所述第二真空泵排出所述第三三通阀输出的气体。
本发明实施例实现了如下技术效果：通过设置多个气体采集探头，每个气体采集探头设置在不同的点位上，实现了一套上述装置可以采集介质中不同点位的样本气体 进而进行检测，在面对多点位的监测时，不需要额外增加设备，有利于降低成本；同 时，在对样本气体进行分析检测前，利用过滤器对多个气体采集探头采集的样本气体 进行过滤除尘，以去除样本气体中的颗粒物等杂尘，并利用除湿器对过滤后的样本气 体进行除湿，以去除样本气体中多余的水分，进而再基于样本气体进行分析，检测可 挥发性气体，即在对样本气体进行分析检测之前，对样本气体进行了过滤除尘、除湿 的预处理，避免或减少监测数据的失真，提高监测数据的质量，进而有利于提高检测 结果的准确度，有利于提高上述介质中可挥发性气体的检测装置的测量稳定性。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算 装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于 此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或 者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例 不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。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)

1.一种介质中可挥发性气体的检测装置，其特征在于，包括：
多个气体采集探头，用于采集介质中不同点位的样本气体；
过滤器，所述过滤器的输入端与多个气体采集探头连接，用于对多个气体采集探头采集的样本气体进行过滤除尘；
除湿器，所述除湿器的第一输入端与所述过滤器的输出端连接，用于对过滤后的样本气体进行除湿；
检测设备，与所述除湿器的第一输出端连接，用于对除湿后的样本气体进行分析，检测可挥发性气体。
2.如权利要求1所述的介质中可挥发性气体的检测装置，其特征在于，还包括：
干燥过滤器，所述干燥过滤器的输出端与所述除湿器的第二输入端连接，用于对空气进行除湿且过滤，将除湿且过滤后的空气输入给所述除湿器；
所述除湿器，所述除湿器的第二输出端与第一真空泵连接，具体用于将空气和样本气体进行置换除湿，并将置换后的空气输入给所述第一真空泵；
所述第一真空泵，用于将置换后的空气排出所述介质中可挥发性气体的检测装置。
3.如权利要求2所述的介质中可挥发性气体的检测装置，其特征在于，还包括：
第一三通阀，所述第一三通阀的输入端与所述干燥过滤器的输出端连接，所述第一三通阀的第一输出端与所述除湿器的第二输入端连接，所述第一三通阀的第二输出端与所述检测设备的输入端连接，用于通过所述第二输出端将所述干燥过滤器除湿且过滤后的空气输入给所述检测设备；
所述检测设备，具体用于将除湿后的样本气体和所述干燥过滤器除湿且过滤后的空气混合后进行分析，检测可挥发性气体。
4.如权利要求1至3中任一项所述的介质中可挥发性气体的检测装置，其特征在于，还包括：
多个控制阀，分别设置在所述过滤器与每个气体采集探头之间的管道上，在检测时，各个待检测的点位上的气体采集探头对应的控制阀被间隔预设时长依次打开，未检测的点位上的气体采集探头对应的控制阀为关闭状态。
5.如权利要求4所述的介质中可挥发性气体的检测装置，其特征在于，还包括：
第二三通阀，所述第二三通阀的输出端与所述过滤器的输入端连接，所述第二三通阀的第一输入端与第一组内每个气体采集探头1对应的控制阀11连接，所述第二三通阀的第二输入端与第二组内每个气体采集探头对应的控制阀连接，其中，所有气体采集探头1分为两组；
第三三通阀，所述第三三通阀的输出端与第二真空泵的输入端连接，所述第三三通阀的第一输入端与第一组内每个气体采集探头对应的控制阀连接，所述第三三通阀的第二输入端与第二组内每个气体采集探头对应的控制阀连接；在对第一组内一个气体采集探头采集的样本气体进行检测时，该气体采集探头对应的控制阀打开，所述第二三通阀的第一输入端打开，所述第二三通阀的第二输入端关闭，同时，对第二组内一个气体采集探头进行样本气体预采样，该气体采集探头对应的控制阀打开，所述第三三通阀的第一输入端关闭，所述第三三通阀的第二输入端打开；当对第一组内该气体采集探头采集的样本气体检测完毕，则该气体采集探头对应的控制阀关闭，所述第二三通阀的第一输入端关闭，所述第二三通阀的第二输入端打开，同时，所述第三三通阀的第一输入端打开，所述第三三通阀的第二输入端关闭，对第二组内该一个气体采集探头采集的样本气体进行检测，将第一组内另一个气体采集探头对应的控制阀打开，对该另一个气体采集探头进行样本气体预采样；
所述第二真空泵用于排出所述第三三通阀输出的气体。
6.一种介质中可挥发性气体的检测方法，其特征在于，包括：
通过多个气体采集探头分别采集介质中不同点位的样本气体；
通过过滤器对采集的样本气体进行过滤除尘；
通过除湿器对过滤后的样本气体进行除湿；
通过检测设备对除湿后的样本气体进行分析，检测可挥发性气体。
7.如权利要求6所述的介质中可挥发性气体的检测方法，其特征在于，通过除湿器对过滤后的样本气体进行除湿，包括：
通过干燥过滤器对空气进行除湿且过滤，通过第一三通阀将除湿且过滤后的空气输入给所述除湿器；
通过所述除湿器将除湿且过滤后的空气和过滤后的样本气体进行置换来除湿。
8.如权利要求7所述的介质中可挥发性气体的检测方法，其特征在于，对除湿后的样本气体进行分析，检测可挥发性气体，包括：
通过所述第一三通阀将除湿且过滤后的空气输入给所述检测设备；
通过所述检测设备将除湿后的样本气体和除湿且过滤后的空气混合后进行分析，检测可挥发性气体。
9.如权利要求6至8中任一项所述的介质中可挥发性气体的检测方法，其特征在于，还包括：
分别在所述过滤器与每个气体采集探头之间的管道上设置控制阀，在检测时，间隔预设时长依次打开各个待检测的点位上的气体采集探头对应的控制阀，关闭未检测的点位上的气体采集探头对应的控制阀。
10.如权利要求9所述的介质中可挥发性气体的检测方法，其特征在于，还包括：
将第二三通阀的输出端与所述过滤器的输入端连接，将所述第二三通阀的第一输入端与第一组内每个气体采集探头1对应的控制阀11连接，将所述第二三通阀的第二输入端与第二组内每个气体采集探头对应的控制阀连接，其中，所有气体采集探头1分为两组；
将第三三通阀的输出端与第二真空泵的输入端连接，将所述第三三通阀的第一输入端与第一组内每个气体采集探头对应的控制阀连接，将所述第三三通阀的第二输入端与第二组内每个气体采集探头对应的控制阀连接；在对第一组内一个气体采集探头采集的样本气体进行检测时，该气体采集探头对应的控制阀打开，所述第二三通阀的第一输入端打开，所述第二三通阀的第二输入端关闭，同时，对第二组内一个气体采集探头进行样本气体预采样，该气体采集探头对应的控制阀打开，所述第三三通阀的第一输入端关闭，所述第三三通阀的第二输入端打开；当对第一组内该气体采集探头采集的样本气体检测完毕，则该气体采集探头对应的控制阀关闭，所述第二三通阀的第一输入端关闭，所述第二三通阀的第二输入端打开，同时，所述第三三通阀的第一输入端打开，所述第三三通阀的第二输入端关闭，对第二组内该一个气体采集探头采集的样本气体进行检测，将第一组内另一个气体采集探头对应的控制阀打开，对该另一个气体采集探头进行样本气体预采样；
通过所述第二真空泵排出所述第三三通阀输出的气体。
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