CN112881574B - 一种pid检测采集系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PID检测采集系统及方法，属于气体检测技术领域。一种PID检测采集系统，包括采样口、离子化腔室、排气口、控制电路和外壳，所述外壳设置有显示屏和按键，所述采样口与离子化腔室的一端相连通将待检测气体导入离子化腔室，所述排气口与离子化腔室的另一端相连通将检测过的气体经由排气口排出，所述离子化腔室的内部设置有收集板和极化板，所述控制电路设置有紫外灯，所述紫外灯的发射端穿透至离子化腔室的内部，所述采样口的内部设置有过滤装置，所述采样口的内部设置有电磁阀，所述采样口的内部设置有流量计。本发明设置多种开启方式，多种采集工作模式，满足多种需求；减少外界环境对仪器内部的影响。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种PID检测采集系统及方法。
背景技术
VOC，即英文Volatile Organic Compounds的缩写，是多种挥发性有机化合物的总称，常见的VOC种类有苯、甲苯、二甲苯、对二氯苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等多种。光离子化技术就是通过光电离检测器(Photoionozation Detector，简称PID)来电离和检测特定的VOC。系统利用高能紫外辐射，在电离室内对气体分子进行轰击，将其击碎成带正电的离子和带负电的离子，在极板的电场作用下形成离子电流。
目前的PID采集系统，采用固定紫外光源进行轰击，在实际的检测环境中待测气体往往并不是单一成分的，就造成在一定情况下整体测得的数据含量大于实际的数据含量。同时因紫外灯源的自身特性，有效使用寿命短，在连续检测中持续点亮光源，造成整体寿命进一步缩短。采样模式单一，无法适用于多种环境需求。当空气流速慢，或气体浓度较低时，因常规进气口狭小，造成系统无法快速检测到，响应时间较长。切换或设置管道连接时操作繁琐。检测时，空气中含有的颗粒物随气体一起进入，堆积在离子化腔室，影响系统稳定性，甚至造成损坏。随着使用时间，在内部产生附着，系统灵敏度降低，增大误差。网络连接采用GPRS，速率低，且逐渐被淘汰。单一连接方式，网络故障时无法使用获取数据。浓度转换展示复杂，存储数据有限，不设置警告规则无警报。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中单一光源测量值差值、采样模式单一、使用寿命短、气体进入慢、颗粒物影响系统、网络连接可靠性较低、转换复杂和报警规则的问题，而提出的一种PID检测采集系统及方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种PID检测采集系统，包括采样口、离子化腔室、排气口、控制电路和外壳，所述外壳设置有显示屏和按键，所述采样口与离子化腔室的一端相连通将待检测气体导入离子化腔室，所述排气口与离子化腔室的另一端相连通将检测过的气体经由排气口排出，所述离子化腔室的内部设置有收集板和极化板，所述控制电路设置有紫外灯，所述紫外灯的发射端穿透至离子化腔室的内部，所述采样口的内部设置有过滤装置，所述采样口的内部设置有电磁阀，所述采样口的内部设置有流量计，所述排气口的一端设置有风机，所述控制电路设置有存储模块、计算模块和控制芯片，所述存储模块用于存储VOC气体的CF系数、电离能数据和报警阈值，所述计算模块依据CF系数计算气体浓度数值，所述控制电路连接有通讯模块，所述紫外灯的数量为两个，两个紫外灯分别为9.8eV和10.6eV。
优选的，所述采样口的一端设置有漏斗吸气口。
优选的，所述采样口的入口端设置有进气快接头，所述排气口的出口端设置有排气快接口。
优选的，所述显示屏为触摸屏。
优选的，所述外壳设置有警报灯。
优选的，所述外壳设置有蜂鸣器。
优选的，所述通讯模块设置有4G模块和蓝牙模块。
一种PID检测采集方法，包括以下步骤：
S1，开启采集，电磁阀开启将采样口连通，风机启动进行抽气，过滤装置将气体中的大颗粒物过滤，气体进入离子化腔室内，流量计获取数据；可选择持续性气体采集，或一次固定流量气体采集后关闭采样口，或定时采集；
S2,气体类型选择确认，通过按键操作进行气体类型选择；或者通过触摸显示屏快速选择气体类型，进行气体类型确认；或者通过通讯模块远程配置气体类型；
S3，离子化，根据确认后气体的电离能数据，控制电路自动选择对应的紫外灯开启，将电离电位小于紫外灯能量的化合物击碎成可被检测到的正负离子，收集板接受离子化后的气体电荷并将其转化为电流信号，电流被放大并传输至控制电路；对于适用于9.8eV紫外灯的气体进行一次离子化；对于适用于10.6eV紫外灯的气体在采用10.6eV紫外灯离子化后，再次采用9.8eV紫外灯进行二次离子化；
S4，检测显示，依据VOC气体的CF系数，计算模块进行换算，计算出气体浓度数值，并传输至控制芯片后进行显示；对于适用于9.8eV紫外灯的气体，进行一次数值换算；对于适用于10.6eV紫外灯的气体，在对采用10.6eV紫外灯离子化后的电流信号进行数值换算后，再次对采用9.8eV紫外灯进行二次离子化后的电流信号进行数值换算，并将第一次的数值与第二次的数值进行相减获取最终数值传输至控制芯片；
S5，报警提示，依据VOC气体的报警阈值进行声光提醒；
S6，数据传输，通过4G模块将数据传输至统一管理平台，通过蓝牙模块将数据传输至无线连接端；
S7，自洁，风机反吹，清洁离子化腔室。
与现有技术相比，本发明提供了一种PID检测采集系统，具备以下有益效果：
1、本发明，通过设置按键和通讯模块，可按钮开启，或统一控制平台远程命令开启，或通过蓝牙连接开启；设置电磁阀和流量计，可选择持续性气体采集，或按照一次固定流量数值的气体采集后关闭采样口，或定时启动采集；满足多种需求；按键、触摸显示屏、远程控制选择，多种选择方式，操作便捷，选择气体类型快速。
2、本发明，通过设置过滤装置将气体中的颗粒物过滤，避免颗粒物进入离子化腔室产生堆积和破坏；电磁阀在未检测时封闭采样口，启动检测时开启采样口，减少外界环境对仪器内部的影响，延长使用寿命；流量计采集气体的流量数据，控制按流量采集设置；风机，加快气体的进入，减少延时检测反应；漏斗吸气口增加入气口面积，提高聚集效果；进气快接头和排气快接口，在采用管道采样时，可快速连接拆卸，提高效率。
3、本发明，通过存储VOC气体的CF系数，快速换算显示气体浓度数值；根据气体的电离能数据选择启用紫外灯；二次采集测算，去除掉电离能低于该VOC气体的其他气体产生的部分数据，进一步提高数据的精准度。
4、本发明，通过报警阈值设置声光警报在固定安装采样时，便于操作人员快速到达报警地点，手持采样时及时提醒操作人员；通讯模块的G模块将数据传输至统一管理平台，蓝牙模块将数据传输至无线连接端；双路连接，在网络出现故障时，可现场蓝牙连接获取数据，提高连接的可靠性，减少故障的影响。
5、本发明，通过自洁功能清洁离子化腔室，去除内部的部分残留，保持清洁，保证检测准确度，进一步延长使用寿命。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明多种开启方式，多种采集工作模式，满足多种需求；多种选择方式，操作便捷，选择气体类型快速；避免颗粒物进入离子化腔室产生堆积和破坏；电磁阀减少外界环境对仪器内部的影响，延长使用寿命；风机加快气体的进入，减少延时检测反应；漏斗吸气口增加入气口面积，提高聚集效果；进气快接头和排气快接口，在采用管道采样时，可快速连接拆卸，提高效率；快速换算显示气体浓度数值；根据气体的电离能数据选择启用紫外灯；二次采集测算，去除掉电离能低于该VOC气体的其他气体产生的部分数据，进一步提高数据的精准度；声光警报在固定安装采样时，便于操作人员快速到达报警地点，手持采样时及时提醒操作人员；通讯模块的G模块将数据传输至统一管理平台，蓝牙模块将数据传输至无线连接端；双路连接，在网络出现故障时，可现场蓝牙连接获取数据，提高连接的可靠性，减少故障的影响；自洁功能清洁离子化腔室，去除内部的部分残留，保持清洁，保证检测准确度，进一步延长使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例一的剖视结构示意图；
图3为本发明实施例二的结构示意图；
图4为本发明的流程图；
图5为本发明控制电路的模块图。
图中：1、采样口；2、离子化腔室；3、排气口；4、控制电路；5、外壳；6、显示屏；7、按键；8、收集板；9、极化板；10、紫外灯；11、过滤装置；12、电磁阀；13、流量计；14、风机；15、漏斗吸气口；16、进气快接头；17、排气快接口；18、警报灯；19、蜂鸣器。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。
实施例一：
请参照图1-2，一种PID检测采集系统，包括采样口1、离子化腔室2、排气口3、控制电路4和外壳5；控制电路4设置在外壳5的内部，采样口1设置在外壳5的一侧，排气口3设置在外壳5的另一侧；采样口1与离子化腔室2的一端相连通，将待检测气体导入离子化腔室2，排气口3与离子化腔室2的另一端相连通，将检测过的气体经由排气口3排出；采样口1的内部设置有过滤装置11，将气体中的颗粒物过滤，避免颗粒物进入离子化腔室2产生堆积和破坏；采样口1的内部设置有电磁阀12，未检测时封闭采样口1，启动检测时开启采样口1，减少外界环境对仪器内部的影响，并控制间歇性采集；采样口1的内部设置有流量计13，采集气体的流量数据，用于控制按流量采集设置；排气口3设置有风机14，用于抽风，加快气体的进入，且检测反应减少延时；采样口1的一端设置有漏斗吸气口15，采用漏斗设计增加入气口面积，并提高聚集效果；外壳5设置有显示屏6和按键7，通过按键7进行操作选择与输入，并通过显示屏6进行显示；显示屏6为触摸屏，可触摸操作，更便捷，选择气体类型更快速；离子化腔室2的内部设置有收集板8和极化板9，控制电路4设置有紫外灯10，紫外灯10的发射端穿透至离子化腔室2的内部；紫外灯10点亮轰击气体离子，收集板接受离子化后的气体电荷并将其转化为电流信号，电流被放大并传输至控制电路；紫外灯10的数量为两个，两个紫外灯10分别为9.8eV和10.6eV；根据气体的电离能数据选择启用紫外灯10。
请参阅图5，控制电路4设置有存储模块、计算模块和控制芯片，存储模块用于存储VOC气体的CF系数、电离能数据和报警阈值；在气体进入到离子化腔室2后，控制电路4根据选择的气体类型，启动紫外灯10进行电离化；计算模块依据CF系数计算气体浓度数值；外壳5设置有警报灯18，在触发报警阈值时，灯光警报；外壳5设置有蜂鸣器19，在触发报警阈值时，声音警报；便于在固定安装采样时，操作人员快速到达报警地点，手持采样时及时提醒操作人员；控制电路4连接有通讯模块，通讯模块设置有4G模块和蓝牙模块；通过4G模块将数据传输至统一管理平台，通过蓝牙模块将数据传输至无线连接端；采用双路连接，在网络出现故障时，可现场蓝牙连接获取数据，提高连接的可靠性，减少故障的影响。
实施例二：
请参阅图3，与实施例一不同之处在于，采样口1的入口端设置有进气快接头16，排气口3的出口端设置有排气快接口17；在采用管道采样时，可快速连接拆卸，提高效率。
本发明实施例通过以下方法进行实现：
请参阅图4，包括以下步骤：
S1，开启采集，按动外壳5的启动按钮，或通过通讯模块连接至统一控制平台远程命令开启，或通过蓝牙连接发送开启命令；电磁阀开启将采样口连通，风机启动进行抽气，整体连通气体进入；设置于采样口1的过滤装置11将气体中的大颗粒物过滤，避免大颗粒物进入产生影响或损坏；气体进入离子化腔室内，流量计获取数据，并传输至控制电路；依据需求进行设置，可选择持续性气体采集，或按照一次固定流量数值的气体采集后关闭采样口，或定时启动采集；满足多种需求；
S2,气体类型选择确认，通过按键操作进行气体类型选择；或通过触摸显示屏快速选择气体类型，进行气体类型确认；或通过通讯模块远程配置气体类型；系统根据选择确认的气体类型，获取该VOC气体的CF系数、电离能数据和报警阈值；
S3，离子化，根据确认后气体的电离能数据，控制电路自动选择对应的紫外灯开启，将电离电位小于紫外灯能量的化合物击碎成可被检测到的正负离子，收集板接受离子化后的气体电荷并将其转化为电流信号，电流被放大并传输至控制电路；对于适用于9.8eV紫外灯的气体进行一次离子化；对于适用于10.6eV紫外灯的气体在采用10.6eV紫外灯离子化后，再次采用9.8eV紫外灯进行二次离子化；每次离子化后的电流数据传输至控制电路；
S4，检测显示，依据该VOC气体的CF系数，计算模块进行换算，计算出气体浓度数值，并传输至控制芯片后进行显示；对于适用于9.8eV紫外灯的气体，进行一次数值换算；对于适用于10.6eV紫外灯的气体，在对采用10.6eV紫外灯离子化后的电流信号进行数值换算后，再次对采用9.8eV紫外灯进行二次离子化后的电流信号进行数值换算，并将第一次的数值与第二次的数值进行相减获取最终数值传输至控制芯片；通过二次采集测算，去除掉电离能低于该VOC气体的其他气体产生的部分数据，进一步提高数据的精准度；
S5，报警提示，依据VOC气体的报警阈值进行声光提醒；便于在固定安装采样时，操作人员快速到达报警地点，手持采样时及时提醒操作人员；
S6，数据传输，通过4G模块将数据传输至统一管理平台，通过蓝牙模块将数据传输至无线连接端；
S7，自洁，风机反吹，清洁离子化腔室，去除内部的部分残留，保持清洁，保证检测准确度，延长使用寿命。
本发明设置按键和通讯模块，可按钮开启，或统一控制平台远程命令开启，或通过蓝牙连接开启；设置电磁阀和流量计，可选择持续性气体采集，或按照一次固定流量数值的气体采集后关闭采样口，或定时启动采集，满足多种需求；按键、触摸显示屏、远程控制选择，多种选择方式，操作便捷，选择气体类型快速；过滤装置11将气体中的颗粒物过滤，避免颗粒物进入离子化腔室2产生堆积和破坏；电磁阀12在未检测时封闭采样口1，启动检测时开启采样口1，减少外界环境对仪器内部的影响，延长使用寿命；流量计13采集气体的流量数据，控制按流量采集设置；风机14，加快气体的进入，减少延时检测反应；漏斗吸气口15增加入气口面积，提高聚集效果；存储VOC气体的CF系数，快速换算显示气体浓度数值；根据气体的电离能数据选择启用紫外灯10；二次采集测算，去除掉电离能低于该VOC气体的其他气体产生的部分数据，进一步提高数据的精准度；报警阈值设置声光警报在固定安装采样时，便于操作人员快速到达报警地点，手持采样时及时提醒操作人员；通讯模块的4G模块将数据传输至统一管理平台，蓝牙模块将数据传输至无线连接端；双路连接，在网络出现故障时，可现场蓝牙连接获取数据，提高连接的可靠性，减少故障的影响；进气快接头16和排气快接口17，在采用管道采样时，可快速连接拆卸，提高效率；自洁功能清洁离子化腔室，去除内部的部分残留，保持清洁，保证检测准确度，进一步延长使用寿命
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种PID检测采集系统，包括采样口（1）、离子化腔室（2）、排气口（3）、控制电路（4）和外壳（5），所述外壳（5）设置有显示屏（6）和按键（7），所述采样口（1）与离子化腔室（2）的一端相连通将待检测气体导入离子化腔室（2），所述排气口（3）与离子化腔室（2）的另一端相连通将检测过的气体经由排气口（3）排出，所述离子化腔室（2）的内部设置有收集板（8）和极化板（9），所述控制电路（4）设置有紫外灯（10），所述紫外灯（10）的发射端穿透至离子化腔室（2）的内部，其特征在于：
所述采样口（1）的内部设置有过滤装置（11）；
所述采样口（1）的内部设置有电磁阀（12）；未检测时封闭采样口（1），启动检测时开启采样口（1），减少外界环境对仪器内部的影响，并控制间歇性采集；
所述采样口（1）的内部设置有流量计（13），采集气体的流量数据，用于控制按流量采集设置；
所述排气口（3）设置有风机（14），用于抽风，加快气体的进入，且检测反应减少延时；
所述采样口（1）的一端设置有漏斗吸气口（15），增加入气口面积，并提高聚集效果；
所述采样口（1）的入口端设置有进气快接头（16），所述排气口（3）的出口端设置有排气快接口（17）；
所述控制电路（4）设置有存储模块、计算模块和控制芯片，所述存储模块用于存储VOC气体的CF系数、电离能数据和报警阈值，所述计算模块依据CF系数计算气体浓度数值；
在气体进入到离子化腔室（2）后，控制电路（4）根据选择的气体类型，启动紫外灯（10）进行电离化；计算模块依据CF系数计算气体浓度数值；
所述紫外灯（10）的数量为两个，两个紫外灯（10）分别为9.8eV和10.6eV；根据气体的电离能数据选择启用紫外灯（10）；
所述控制电路（4）连接有通讯模块；
所述通讯模块设置有4G模块和蓝牙模块；通过蓝牙模块将数据传输至无线连接端；采用双路连接，在网络出现故障时，可现场蓝牙连接获取数据，提高连接的可靠性，减少故障的影响；
使用所述PID检测采集系统的方法，包括以下步骤：
S1，开启采集，按动外壳的启动按钮，或通过通讯模块连接至统一控制平台远程命令开启，或通过蓝牙连接发送开启命令；
电磁阀开启将采样口连通，风机启动进行抽气，过滤装置将气体中的大颗粒物过滤，气体进入离子化腔室内，流量计获取数据；可选择持续性气体采集，或一次固定流量气体采集后关闭采样口，或定时采集；
S2,气体类型选择确认，通过按键操作进行气体类型选择；或者通过触摸显示屏快速选择气体类型，进行气体类型确认；或者通过通讯模块远程配置气体类型；系统根据选择确认的气体类型，获取该VOC气体的CF系数、电离能数据和报警阈值；
S3，离子化，根据确认后气体的电离能数据，控制电路自动选择对应的紫外灯开启，将电离电位小于紫外灯能量的化合物击碎成可被检测到的正负离子，收集板接受离子化后的气体电荷并将其转化为电流信号，电流被放大并传输至控制电路；对于适用于9.8eV紫外灯的气体进行一次离子化；对于适用于10.6eV紫外灯的气体在采用10.6eV紫外灯离子化后，再次采用9.8eV紫外灯进行二次离子化；
S4，检测显示，依据VOC气体的CF系数，计算模块进行换算，计算出气体浓度数值，并传输至控制芯片后进行显示；
对于适用于9.8eV紫外灯的气体，进行一次数值换算；
对于适用于10.6eV紫外灯的气体，在对采用10.6eV紫外灯离子化后的电流信号进行数值换算后，再次对采用9.8eV紫外灯进行二次离子化后的电流信号进行数值换算，并将第一次的数值与第二次的数值进行相减获取最终数值传输至控制芯片；
S5，报警提示，依据VOC气体的报警阈值进行声光提醒；
S6，数据传输，通过4G模块将数据传输至统一管理平台，通过蓝牙模块将数据传输至无线连接端；
S7，自洁，风机反吹，清洁离子化腔室，去除内部的部分残留，保持清洁，保证检测准确度，延长使用寿命。
2.根据权利要求1所述的一种PID检测采集系统，其特征在于，所述显示屏（6）为触摸屏。
3.根据权利要求1所述的一种PID检测采集系统，其特征在于，所述外壳（5）设置有警报灯（18）。
4.根据权利要求1所述的一种PID检测采集系统，其特征在于，所述外壳（5）设置有蜂鸣器（19）。
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