CN112730754A - 气体监测系统及其校零方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种气体监测系统及气体监测系统的校零方法。气体监测系统包括：第一空气入口，待测气体从所述第一空气入口进入所述气体监测系统；第一监测路径，包括第一监测气室和第一空气出口，所述第一监测气室内设有第一类传感器阵列；第二监测路径，包括第二监测气室和第二空气出口，所述第二监测气室内设有第二类传感器阵列；多通接头，所述多通接头的第一接头连接所述第一监测路径，所述多通接头的第二接头连接所述第二监测路径，所述待测气体从所述多通接头第三端进入。本申请的气体监测系统可用于气体的在线监测，可以实时、快速地对现场气体进行监测分析。

Description

气体监测系统及其校零方法

技术领域

本申请总体来说涉及环境监测领域，具体而言，涉及一种气体监测系统及该气体监测系统的校零方法。

背景技术

现阶段衡量气体危害程度指标是臭气浓度。臭气浓度是指，用无臭空气对臭气样品连续稀释至嗅辨员阈值时的稀释倍数，是利用嗅觉器官试验法对气体的危害程度予以数量化表示的指标。国标GB/T14675-93《环境空气-恶臭的测定-三点比较式臭袋法》规范了嗅辨员挑选、气体采集、样品测定、结果计算的方法。

然而现行的气体监测方法是在现场完成取样、实验室中完成嗅辨，监测周期长、监测成本高，监测的时效性不能保证。在气体污染频发的区域，三点比较式臭袋法不能满足现场测试需要。而且在样品采集、转运、稀释的过程中，会因气体本身的物理化学性质、人员操作引入大量的不确定因素。此外，嗅辨过程中，受嗅辨员主观因素影响比较大。

在所述背景技术部分，公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术信息。

发明内容

本申请旨在提供一种气体监测系统，能够解决气体监测过程中精确性及主观性等问题，可以实时、快速地对现场气体进行检测分析。

本申请的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本申请的实践而习得。

本申请提供一种气体监测系统，包括：

第一空气入口，待测气体从所述第一空气入口进入所述气体监测系统；

第一监测路径，包括第一监测气室和第一空气出口，所述第一监测气室内设有第一类传感器阵列；

第二监测路径，包括第二监测气室和第二空气出口，所述第二监测气室内设有第二类传感器阵列；

多通接头，所述多通接头的第一接头连接所述第一监测路径，所述多通接头的第二接头连接所述第二监测路径，所述待测气体从所述多通接头第三端进入。

上述气体监测系统还包括气体校零单元，所述气体校零单元处理吸收的空气后，对所述第一监测路径和所述第二监测路径进行校零操作，所述气体校零单元包括：

第二空气入口，空气从所述第二空气入口进入所述气体校零单元；

气体阀门，所述气体阀门第一端连接所述第一监测路径，所述气体阀门第二端连接所述第二监测路径。

上述气体监测系统还包括样气预处理装置，所述样气预处理装置一端连接所述第一空气入口，所述样气预处理装置另一端连接所述多通接头第三端。

上述气体监测系统中第一监测路径还包括：

第一三通接头，所述第一三通接头的第一接头连接所述第一监测气室，所述第一三通接头的第二接头连接所述气体阀门第一端；

第一空气滤芯，所述第一空气滤芯一端连接所述第一三通接头第三端；

第一隔膜泵，所述第一隔膜泵一端连接所述第一空气滤芯另一端，所述第一隔膜泵另一端连接所述第一空气出口。

上述气体监测系统中第二监测路径还包括：

第二三通接头，所述第二三通接头的第一接头连接所述第二监测气室，所述第二三通接头的第二接头连接所述气体阀门第二端；

第二空气滤芯，所述第二空气滤芯一端连接所述第二三通接头第三端；

第二隔膜泵，所述第二隔膜泵一端连接所述第二空气滤芯另一端，所述第二隔膜泵另一端连接所述第二空气出口。

上述气体监测系统中气体校零单元还包括：

第三空气滤芯，所述第三空气滤芯一端连接所述第二空气入口；

第三隔膜泵，所述第三隔膜泵一端连接所述第三空气滤芯另一端；

分子筛过滤器，所述分子筛过滤器一端连接所述第三隔膜泵另一端；

活性炭过滤器，所述活性炭过滤器一端连接所述分子筛过滤器另一端，所述活性炭过滤器另一端连接所述气体阀门第三端。

上述气体监测系统还包括：

气象监测单元，所述气象监测单元包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器和风向传感器；

机箱温控单元，所述机箱温控单元包括温度传感器、温控器和散热风扇；

数据传输单元，所述数据传输单元与远程平台进行数据交互；

主控单元，所述主控单元向所述气象监测单元、气体校零单元、机箱温控单元和数据传输单元发送工作指令。

上述气体监测系统中所述多通接头的第一接头连接所述第一监测路径的第一监测气室，所述多通接头的第二接头连接所述第二监测路径的第二监测气室；

所述第一三通接头、第二三通接头和多通接头为流量调节接头，在监测和校零的过程中，保证所述第一监测路径的所述第二监测路径气体流量相同；

所述气体阀门为流量控制阀门，在校零过程中，保证所述第一监测路径的第二监测路径气体流量相同。

上述气体监测系统中所述第一监测气室内设有传感器阵列，所述传感器阵列是电化学传感器阵列，根据不同的应用场景，灵活配置传感器类型；所述第二监测气室内设有传感器阵列，所述传感器阵列是金属氧化物传感器阵列和光离子传感器阵列，根据不同的应用场景，灵活配置传感器类型。

本申请还提供一种根据上述气体监测系统的校零方法，所述方法包括：

使空气在所述气体校零单元中处理后产生洁净空气；

使所述洁净空气运输至监测气室并对所述气体监测系统进行校零；

使校零后的气体排出所述气体监测系统。

本申请还提供一种根据上述气体监测系统的校零方法，所述方法包括：

使空气以恒定的压力进入所述气体校零单元，依次经过所述第三空气滤芯、第三隔膜泵、分子筛过滤器和活性炭过滤器过滤，最终产生洁净空气；

使产生的洁净空气一部分经所述气体阀门和所述第一三通接头进入所述第一监测气室，并对所述第一监测气室进行校零；

使产生的洁净空气一部分经所述气体阀门和所述第二三通接头进入所述第二监测气室，并对所述第二监测气室进行校零；

使校零后的气体经所述多通接头和所述样气预处理装置，最终由所述第一空气入口排出。

根据本申请的示例实施例，通过采用多气室的结构，可以确保传感器阵列均在合适工况下进行工作，能够解决气体监测过程中的精确性及主观性等问题，可以实时、快速地对现场气体进行检测分析。此外，根据本申请实施例的技术方案还可兼顾传感器阵列的性能与使用寿命。

根据一些实施例，本申请具有气体校零单元，可以定期实时对传感器进行零点标定，也可以对监测气室进行清洁。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述特征及优点将变得更加明显。

图1示出根据本申请示例实施例的气体监测系统的结构示意图；

图2示出根据本申请另一实施例的气体监测系统的结构示意图；

图3是本申请另一实施例的气体监测系统的框图；

图4是本申请另一实施例的气体校零方法流程图；

图5是本申请另一实施例的气体校零方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本申请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申请的方案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，而不是对本申请的限制。

一些气体监测方法采用传感器阵列进行检测，可以避免受嗅辨员主观因素的影响。但是，发明人发现，在多传感器工作时，由于没有特定的工作环境，会影响传感器使用寿命和测量精度。此外，现有系统缺乏校零装置，无法实时对系统进行校零，增加了维护成本。为此，本申请提出一种气体监测系统，能够解决气体监测过程中的时效性、精确性及主观性等问题，可以实时、快速地对现场气体进行检测分析。

下面参照附图对本申请的实施例进行详细描述。

图1示出本申请示例实施例的气体监测系统的结构示意图。

如图1所示，根据示例实施例，所述气体监测系统包括第一空气入口101、第一监测路径1401、第二监测路径1501和多通接头301。

参见图1，待测气体从所述第一空气入口101进入所述气体监测系统，所述第一监测路径1401包括第一监测气室401和第一空气出口1201，所述第一监测气室401内设有第一类传感器阵列，所述第二监测路径1501包括第二监测气室501和第二空气出口1301，所述第二监测气室501内设有第二类传感器阵列，所述多通接头301的第一接头30101连接所述第一监测气室401，所述多通接头301的第二接头30102连接所述第二监测气室501，所述待测气体从所述多通接头301的第三接头30103进入。

根据本申请的示例实施例，通过使用双气室的气体监测系统，可以根据不同的应用场景，灵活配置传感器。通过气体传感器按工作条件分开安装，确保传感器均工作在最优的条件下，能够解决气体监测过程中的时效性、精确性及主观性等问题，可以实时、快速地对现场气体进行检测分析。此外，根据示例实施例的气体监测系统能够兼顾传感器的性能与寿命。

参见图1，根据示例实施例，所述气体监测系统还包括样气预处理装置201，所述样气预处理装置201一端连接所述第一空气入口101，所述样气预处理装置201另一端连接所述多通接头第三端63。参见图1，根据示例实施例，所述第一监测路径1401还包括第一三通接头601、第一空气滤芯801和第一隔膜泵1001，所述第一三通接头601的第一端60101连接所述第一监测气室401，所述第一空气滤芯801一端连接所述第一三通接头601第三端60103，所述第一隔膜泵1001一端连接所述第一空气滤芯801另一端，所述第一隔膜泵1001另一端连接所述第一空气出口1201。

参见图1，根据示例实施例，所述第二监测路径1501还包括第二三通接头701、第二空气滤芯901和第二隔膜泵1101，所述第二三通接头701的第一端70101连接所述第二监测气室501，所述第二空气滤芯901一端连接所述第二三通接头701第三端70103，所述第二隔膜泵1101一端连接所述第二空气滤芯901另一端，所述第二隔膜泵1101另一端连接所述第二空气出口1301。

根据图1所示，在一些实施例中，当气体监测系统处于气体监测状态时，第一隔膜泵1001和第二隔膜泵1101工作，一方面，待测样气经第一空气入口101、样气预处理装置201、多通接头301的第三接头30103、多通接头301的第一接头30101、第一监测气室401、第一三通接头601的第一接头60101、第一三通接头601的第三接头60103、第一空气滤芯801第一空气滤芯801、第一隔膜泵1001连接所述第一空气出口1201最后排出；另一方面，待测样气经第一空气入口101、样气预处理装置201、多通接头301的第三接头30103、多通接头301的第二接头30102、第二监测气室501、第二三通接头701的第一接头70101、第二三通接头701的第三接头70103、第二空气滤芯901、第二隔膜泵1101连接所述第二空气出口1301最后排出。

样气预处理装置201可去掉空气造成气路堵塞的大颗粒、絮状物，减少气路堵塞或因气路堵塞造成的设备故障，可选地，在所述样气预处理装置201中可加装伴热管线用于减少吸附。

可选地，多通接头301、第一三通接头601和第二三通接头701是流量调节阀，保证在监测和校零的过程中，两个监测路径的气体流量相同。

可选地，第一监测气室401内设的传感器阵列可以是电化学传感器阵列，监控第一监测气室401内的气室温度，用于气体浓度计算的温度校正，可根据不同的应用场景，灵活配置传感器类型。

可选地，第二监测气室501内设的传感器阵列可以是金属氧化物传感器或光离子传感器阵列，配合温度控制模块，实现恒温控制功能，可根据不同的应用场景，灵活配置传感器类型。

图2示出本申请另一实施例的气体监测系统的结构示意图。

如图2所示，根据示例实施例，所述气体监测系统的气体校零单元2201包括第二空气入口1601、第三空气滤芯1701、第三隔膜泵1801、分子筛过滤器1901、活性炭过滤器2001和气体阀门2101，空气从所述第二空气入口1601进入所述气体校零单元2201，所述第三空气滤芯1701一端连接所述第二空气入口1601，所述第三隔膜泵1801一端连接所述第三空气滤芯1701另一端，所述分子筛过滤器1901一端连接所述第三隔膜泵1801另一端，所述活性炭过滤器2001一端连接所述分子筛过滤器1901另一端，所述气体阀门2101第三端210103连接所述活性炭过滤器2001另一端。

参见图2，根据示例实施例，所述气体监测系统还包括第一空气入口101、第一监测气室401、第一空气出口1201、第二监测气室501、第二空气出口1301、多通接头301、样气预处理装置201、第一三通接头601、第二三通接头701、第一空气滤芯801、第一隔膜泵1001、第二空气滤芯901和第二隔膜泵1101。

参见图2，根据示例实施例，所述气体阀门2101第一端210101连接所述第一三通接头601第二端60102，所述气体阀门2101第二端210102连接所述第二三通接头701第二接头70102，所述第一三通接头601的第一端60101连接所述第一监测气室401，所述第二三通接头701的第一端70101连接所述第二监测气室501，所述多通接头301的第一接头30101连接所述第一监测气室401，所述多通接头301的第二接头30102连接所述第二监测气室501，所述多通接头301的第三接头30103连接所述样气预处理装置201，所述样气预处理装置201另一端连接所述第一空气入口101。

当气体监测系统处于气体校零状态时，第三隔膜泵1801工作，抽取到气体校零单元中的空气依次经过第二空气入口1601、第三空气滤芯1701、第三隔膜泵1801、分子筛过滤器1901、活性炭过滤器2001连接所述气体阀门2101，产生洁净空气。一方面，一部分所述洁净空气经第一三通接头601的第二接头60102、第一三通接头601的第一接头60101、第一监测气室401、多通接头301的第一接头30101、通接头301的第三接头30103、样气预处理装置201连接第一空气入口101最后排出；另一方面，另一部分所述洁净空气经第二三通接头701的第二接头70102、第二三通接头701的第一接头70101、第二监测气室501、多通接头301的第二接头30102、多通接头301的第三接头30103、样气预处理装置201连接第一空气入口101最后排出。

第三空气滤芯1701的作用是滤除空气的颗粒物，分子筛过滤器1901的作用是滤除空气中的水汽，活性炭过滤器2001的作用是滤除空气中的VOCs。利用产生的洁净空气可以对气体监测系统进行校零、反吹操作，可以根据需求，灵活配置过滤器达到产生洁净空气的效果。

可选地，气体阀门2101是流量调节阀，保证在校零的过程中，两个路径的气体流量相同，气体阀门根据需求，可以是电磁阀、机械阀和压力阀。

根据本申请的一些实施例，通过利用气体校零单元对监测气室进行校零操作，可以定期实时对传感器进行零点标定，也可以对监测气室进行清洁。

图3示出本申请另一实施例的气体监测系统的框图。

可选地，在一些实施例中，如图3所示，所述气体监测系统还包括气象监测单元06、机箱温控单元04、数据传输单元02和主控单元03，所述气象监测单元包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器和风向传感器，所述机箱温控单元包括温度传感器、温控器和散热风扇，数据传输单元02，所述数据传输单元与远程平台01进行数据交互，所述主控单元向所述气象监测单元06、气体校零单元05、机箱温控单元04和数据传输单元02发送工作指令。

图4示出本申请另一实施例的气体校零方法流程图。

参见图4，在S410，将空气吸入气体校零单元。

根据另一些实施例，气体校零单元2201开始工作时，通过第三隔膜泵1801将环境中的空气吸入气体校零单元2201。

在S420，气体校零单元产生洁净空气。

根据另一些实施例，气体校零单元2201将空气吸入后，经过一系列过滤装置作用，滤除空气中的颗粒物、水气和VOCs，最终产生洁净空气。

在S430，洁净空气对监测气室进行校零。

根据另一些实施例，洁净空气对气体监测系统的第一监测气室401和第二监测气室501进行反吹，定期对第一监测气室401和第二监测气室501内的传感器阵列进行零点标定，对第一监测气室401和第二监测气室501进行清洁。

在S440，校零后的气体排出气体监测系统。

根据另一些实施例，洁净空气对第一监测气室401和第二监测气室501进行校零操作后，校零后的气体经多通接头301、样气预处理装置201和第一空气入口101排出系统外。

图5示出本申请另一实施例的气体校零方法流程图。

参见图5，在S510，将空气吸入气体校零单元。

根据另一些实施例，气体校零单元2201开始工作时，通过第三隔膜泵1801将环境中的空气吸入气体校零单元2201。

在S520，经空气滤芯滤除颗粒物。

根据另一些实施例，被吸入的空气进入第三空气滤芯1701，滤除掉空气中的颗粒物。

在S530，空气通过隔膜泵。

根据另一些实施例，气体校零单元2201开始工作时，第三隔膜泵1801工作，空气通过第三隔膜泵1801进入分子筛过滤器1901。

在S540，空气经分子筛过滤器滤除水气。

根据另一些实施例，分子筛过滤器1901对进入的空气进行过滤，滤除空气中的水气。在S550，空气经活性炭过滤器滤除VOCs。

根据另一些实施例，活性炭过滤器2001对进入的空气进行过滤，滤除空气中的VOCs，产生洁净空气。

在S560，洁净空气经气体阀门分配至不同路径。

根据另一些实施例，一方面，一部分产生的洁净空气经气体阀门2101和第一三通接头601进入第一监测气室401；另一方面，另一部分产生的洁净空气经气体阀门2101和第二三通接头701进入第二监测气室501。

在S570，洁净空气分别对监测气室进行校零。

根据另一些实施例，洁净空气对气体监测系统的第一监测气室401和第二监测气室501进行反吹，定期对第一监测气室401和第二监测气室501内的传感器阵列进行零点标定，对第一监测气室401和第二监测气室501进行清洁。

在S580，校零后的气体排出气体监测系统。

根据另一些实施例，洁净空气对第一监测气室401和第二监测气室501进行校零操作后，校零后的气体经多通接头301、样气预处理装置201和第一空气入口101排出系统外。

通过利用环境空气，对气体监测系统进行实时校零，迅速的调整传感器阵列的工作环境，可提高气体监测系统的时效性。通过气体校零单元产生洁净空气，对监测气室进行反吹，可以满足系统的自我清洁，具有更好的实用性。

以上对本申请实施例进行了详细描述和解释。应清楚地理解，本申请描述了如何形成和使用特定示例，但本申请不限于这些示例的任何细节。相反，基于本申请公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。

通过对示例实施例的描述，本领域技术人员易于理解，根据本申请实施例的技术方案至少具有以下优点中的一个或多个。

根据本申请的一些实施例，通过使用双气室的气体监测系统，可以根据不同的应用场景，灵活配置传感器，通过气体传感器按工作条件分开安装，确保传感器均工作在最优的条件下，兼顾传感器的性能与寿命，能够解决气体监测过程中的时效性、精确性及主观性等问题，可以实时、快速地对现场气体进行检测分析。

根据本申请的一些实施例，通过利用气体校零单元对气体监测系统进行校零操作，可以定期实时对传感器进行零点标定，也可以对监测气室进行清洁。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本申请而非限制本申请的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本申请的精神和范围的前提下对本申请进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本申请的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种气体监测系统，其特征在于，包括：

第一空气入口，待测气体从所述第一空气入口进入所述气体监测系统；

第一监测路径，包括第一监测气室和第一空气出口，所述第一监测气室内设有第一类传感器阵列；

第二监测路径，包括第二监测气室和第二空气出口，所述第二监测气室内设有第二类传感器阵列；

多通接头，所述多通接头的第一接头连接所述第一监测路径，所述多通接头的第二接头连接所述第二监测路径，所述待测气体从所述多通接头第三端进入。

2.根据权利要求1所述的气体监测系统，其特征在于，还包括气体校零单元，所述气体校零单元处理吸收的空气后，对所述第一监测路径和所述第二监测路径进行校零操作，所述气体校零单元包括：

第二空气入口，空气从所述第二空气入口进入所述气体校零单元；

气体阀门，所述气体阀门第一端连接所述第一监测路径，所述气体阀门第二端连接所述第二监测路径。

3.根据权利要求2所述的气体监测系统，其特征在于，还包括样气预处理装置，所述样气预处理装置一端连接所述第一空气入口，所述样气预处理装置另一端连接所述多通接头第三端。

4.根据权利要求3所述的气体监测系统，其特征在于，

所述第一监测路径还包括：

第一三通接头，所述第一三通接头的第一接头连接所述第一监测气室，所述第一三通接头的第二接头连接所述气体阀门第一端；

第一空气滤芯，所述第一空气滤芯一端连接所述第一三通接头第三端；

第一隔膜泵，所述第一隔膜泵一端连接所述第一空气滤芯另一端，所述第一隔膜泵另一端连接所述第一空气出口；所述第二监测路径还包括：

第二三通接头，所述第二三通接头的第一接头连接所述第二监测气室，所述第二三通接头的第二接头连接所述气体阀门第二端；

第二空气滤芯，所述第二空气滤芯一端连接所述第二三通接头第三端；

第二隔膜泵，所述第二隔膜泵一端连接所述第二空气滤芯另一端，所述第二隔膜泵另一端连接所述第二空气出口。

5.根据权利要求4所述的气体监测系统，其特征在于，所述气体校零单元还包括：

第三空气滤芯，所述第三空气滤芯一端连接所述第二空气入口；

第三隔膜泵，所述第三隔膜泵一端连接所述第三空气滤芯另一端；

分子筛过滤器，所述分子筛过滤器一端连接所述第三隔膜泵另一端；

活性炭过滤器，所述活性炭过滤器一端连接所述分子筛过滤器另一端，所述活性炭过滤器另一端连接所述气体阀门第三端。

6.根据权利要求2所述的气体监测系统，其特征在于，还包括：

气象监测单元，所述气象监测单元包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器和风向传感器；

机箱温控单元，所述机箱温控单元包括温度传感器、温控器和散热风扇；

数据传输单元，所述数据传输单元与远程平台进行数据交互；

主控单元，所述主控单元向所述气象监测单元、气体校零单元、机箱温控单元和数据传输单元发送工作指令。

7.根据权利要求2所述气体的监测系统，其特征在于，

所述多通接头的第一接头连接所述第一监测路径的第一监测气室，所述多通接头的第二接头连接所述第二监测路径的第二监测气室；

所述第一三通接头、第二三通接头和多通接头为流量调节接头，在监测和校零的过程中，保证所述第一监测路径的所述第二监测路径气体流量相同；

所述气体阀门为流量控制阀门，在校零过程中，保证所述第一监测路径的第二监测路径气体流量相同。

8.根据权利要求1所述气体的监测系统，其特征在于，所述第一类传感器阵列包括电化学传感器阵列；所述第二类传感器阵列包括金属氧化物传感器阵列或光离子传感器阵列。

9.一种根据权利要求2所述的气体监测系统的校零方法，其特征在于，所述方法包括：

使空气在所述气体校零单元中处理后产生洁净空气；

使所述洁净空气运输至监测气室并对所述气体监测系统进行校零；

使校零后的气体排出所述气体监测系统。

10.一种根据权利要求5所述的气体监测系统的校零方法，其特征在于，所述方法包括：

使空气以恒定的压力进入所述气体校零单元，依次经过所述第三空气滤芯、第三隔膜泵、分子筛过滤器和活性炭过滤器过滤，最终产生洁净空气；

使产生的洁净空气一部分经所述气体阀门和所述第一三通接头进入所述第一监测气室，并对所述第一监测气室进行校零；

使产生的洁净空气一部分经所述气体阀门和所述第二三通接头进入所述第二监测气室，并对所述第二监测气室进行校零；

使校零后的气体经所述多通接头和所述样气预处理装置，最终由所述第一空气入口排出。

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