CN113049435A - 一种空气中有害气体总含量快速估测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气中有害气体总含量快速估测系统及方法，该系统包括检测箱、设于检测箱内的抽气泵、第一干燥器、旋风除尘器、可吸入颗粒物切割器、有害气体吸收瓶、第二干燥器、第一和第二电子分析天平，以及设于检测箱外的控制面板，抽气泵进气口通过管道伸出至检测箱外，抽气泵的排气口通过管道顺次连通第一干燥器、旋风除尘器、可吸入颗粒物切割器、有害气体吸收瓶和第二干燥器后伸出至检测箱外，有害气体吸收瓶内装有高锰酸钾水溶液，有害气体吸收瓶和第二干燥器分别对应放置于第一和第二电子分析天平的称量台上，抽气泵、第一和第二电子分析天平均与控制面板电连接。优点为，结构简单，可快速相对准确的估测空气中的有害气体总含量。

Description

一种空气中有害气体总含量快速估测系统及方法

技术领域

本发明属于有害气体检测领域，具体涉及一种空气中有害气体总含量快速估测系统及方法。

背景技术

空气中的有害气体是指对人或动物的健康产生不利影响，或者说对人和动物的健康虽无影响，但使人或动物感到不舒服，影响人或动物舒适度的气体。空气中常见的有害气体有氮氧化物(一氧化氮和二氧化氮)、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢和甲醛等。由于有害气体的种类较多，现有技术中通常难以通过简单的方法快速估测空气中有害气体的总含量，因此也无法快速大致判断空气的污染情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种空气中有害气体总含量快速估测系统及方法，旨在克服现有技术中存在的上述不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空气中有害气体总含量快速估测系统，其包括检测箱、设于所述检测箱内的抽气泵、第一干燥器、旋风除尘器、可吸入颗粒物切割器、有害气体吸收瓶、第二干燥器、第一电子分析天平和第二电子分析天平，以及设于所述检测箱外表面的控制面板，所述抽气泵进气口通过管道伸出至所述检测箱外与大气连通，所述抽气泵的排气口通过管道从前往后顺次连通所述第一干燥器、旋风除尘器、可吸入颗粒物切割器、有害气体吸收瓶和第二干燥器且管道由所述第二干燥器(7)后方伸出至所述检测箱外，所述有害气体吸收瓶内装有高锰酸钾水溶液，所述有害气体吸收瓶和第二干燥器分别对应放置于所述第一电子分析天平和第二电子分析天平的称量台上，所述抽气泵、第一电子分析天平和第二电子分析天平均与所述控制面板电连接。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第一干燥器及所述第二干燥器内装入的除水成份为无水硫酸铜粉末或分子筛颗粒。

采用上述进一步结构改进的好处为，以上两种成份对水汽的吸收去除效果好，同时基本不会吸收空气中的其他成份(比如二氧化碳或氧气等)

进一步，所述有害气体吸收瓶内装入的高锰酸钾水溶液的浓度为0.5-2.5wt％。

采用上述进一步结构改进的好处为，室温下上述浓度的高锰酸钾水溶液易配得且稳定。

进一步，所述有害气体吸收瓶由多个洗气瓶通过管道串联而成，每个所述洗气瓶内均装有所述高锰酸钾水溶液。

采用上述进一步结构改进的好处为，保证洗气充分，从而使空气中的有害气体成分充分与高锰酸钾水溶液中的水及高锰酸钾成份作用吸收。

进一步，所述抽气泵进气口处的管道及所述第二干燥器后方伸出所述检测箱的管道上分别均设有电磁阀。

采用上述进一步结构改进的好处为，便于在不使用该系统时关闭相应电磁阀，避免空气进入系统内部。

进一步，还包括第三电子分析天平和第四电子分析天平，所述旋风除尘器和可吸入颗粒物切割器分别放置于所述第三电子分析天平和第四电子分析天平的称量台上。

采用上述进一步结构改进的好处为，根据需要可以检测空气中粉尘含量，包括总悬浮颗粒物及可吸入颗粒物含量等。

本发明还提供了一种空气中有害气体总含量快速估测方法，其利用上述的系统进行估测，包括如下步骤：

1)将抽气泵进气口处的管道与惰性气体储罐连通，开启抽气泵对系统进行排气处理；

2)断开与惰性气体储罐的连通后，用抽气泵进气口处的管道对待测空气样品进行抽吸，抽吸前，所述控制面板事先记录采集此时第一电子分析天平和第二电子分析天平上的初始读数m1和m2,单位为mg；然后以恒定的流速开始启动对待测空气的抽吸，至抽出的待测空气达到足够检出的量后停止对待测空气的抽吸，此时制面板记录采集此时抽出的待测空气的体积为V,单位为L,然后将抽气泵进气口处的管道再次与惰性气体储罐连通,再次排气处理，排气完成后，所述控制面板记录采集此时第一电子分析天平和第二电子分析天平上的读数m3和m4；

3)利用公式(m3+m4-m1-m2)/V对有害气体的总含量进行估算，计算得到的数值即为估算得到的有害气体的总含量，单位为mg/L。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过高锰酸钾水溶液对空气中含有的氮氧化物、二氧化硫、硫化氢等成份进行选择性吸收去除，以高灵敏性的第一及第二电子分析天平进行吸附前后的质量测定，从而快速获知有害气体的总质量，进而得以估测有害气体的总含量，可作为空气是否污染的粗测定，简单高效，对快速初步判定空气质量有积极意义；目前空气大都含尘，先通过旋风除尘及可吸入颗粒物切割器对空气进行预处理，能够使空气中含有大颗粒物和较小的可吸入颗粒物分别得以去除，从而更准确的获知有害气体的总含量。

附图说明

图1为本发明提供的一种空气中有害气体总含量快速估测系统的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、检测箱；2、抽气泵；3、第一干燥器；4、旋风除尘器；5、可吸入颗粒物切割器；6、有害气体吸收瓶；7、第二干燥器；8、第一电子分析天平；9、第二电子分析天平。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语，其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。

如图1所示，本发明提供一种空气中有害气体总含量快速估测系统，其包括检测箱1、设于所述检测箱1内的抽气泵2、第一干燥器3、旋风除尘器4、可吸入颗粒物切割器5、有害气体吸收瓶6、第二干燥器7、第一电子分析天平8和第二电子分析天平9，以及设于所述检测箱1外表面的控制面板，所述抽气泵2进气口通过管道伸出至所述检测箱1外与大气连通，所述抽气泵2的排气口通过管道从前往后顺次连通所述第一干燥器3、可吸入颗粒物切割器5、有害气体吸收瓶6和第二干燥器7且管道由所述第二干燥器7后方伸出至所述检测箱1外，所述有害气体吸收瓶6内装有高锰酸钾水溶液，所述有害气体吸收瓶6和第二干燥器7分别对应放置于所述第一电子分析天平8和第二电子分析天平9的称量台上，所述抽气泵2、第一电子分析天平8和第二电子分析天平9均与所述控制面板电连接。

需要说明的是，旋风除尘器及可吸入颗粒切割器均为现有装置，两者可以分体设置或一体设置，具体可参见CNCN00261176.7、CN96228021.6和CN01239814.4。控制面板为现有技术，其可以为一块触控屏，具有显示和人工操控的作用，显示是指可以把对应的电子分析天平的读数实时显示于屏幕上，控制是指具有相应的控制抽气泵启停及流量调节的按键等。需要说明的是，为了方便，还可设置空气流量计，以实时向控制面板反馈通入的空气的体积。

在本发明的一个实施例中，所述第一干燥器3及所述第二干燥器7内装入的除水成份为无水硫酸铜粉末或分子筛颗粒。

需要说明的是，第一干燥器及随后的第二干燥器的结构均可以为多层塔式或弯曲盘管式，气体通过相应的干燥器应充分的与除水成分接触而去除水份。

在本发明的一个实施例中，所述有害气体吸收瓶6内装入的高锰酸钾水溶液的浓度为0.5-2.5wt％。

在本发明的一个实施例中，所述有害气体吸收瓶6由多个洗气瓶通过管道串联而成，每个所述洗气瓶内均装有所述高锰酸钾水溶液。

需要说明的是，多个洗气瓶串联后可以保证空气在通过该多个洗气瓶组成的有害气体吸收瓶后，氮氧化物、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢或氨气等常见的有害气体被高锰酸钾氧化后溶于水中或者直接被水吸收，达到尽可能完全吸收有害气体的目的，以便相对更准确的估测有害气体的含量；其中氮氧化物中，二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮被高锰酸根氧化成二氧化氮，如此往复，最终均被作为硝酸被吸收瓶吸收。

在本发明的一个实施例中，所述抽气泵2进气口处的管道及所述第二干燥器7后方伸出所述检测箱1的管道上分别均设有电磁阀。

需要说明的是，电磁阀可与控制面板电连接，以便通过控制面板实现启闭控制。

在本发明的一个实施例中，还包括第三电子分析天平和第四电子分析天平，所述旋风除尘器4和可吸入颗粒物切割器5分别放置于所述第三电子分析天平和第四电子分析天平的称量台上。

可以理解的是，通过通气前和通气后，第三及第四电子分析电平上测得的质量差，可分别得出大颗粒物的质量及可吸入颗粒物的质量。

本发明还提供了一种空气中有害气体总含量快速估测方法，其利用上述的系统进行估测，包括如下步骤：

1)将抽气泵2进气口处的管道与惰性气体储罐连通，开启抽气泵2对系统进行排气处理；

2)断开与惰性气体储罐的连通后，用抽气泵2进气口处的管道对待测空气样品进行抽吸，抽吸前，所述控制面板事先记录采集此时第一电子分析天平8和第二电子分析天平9上的初始读数m1和m2,单位为mg；然后以恒定的流速开始启动对待测空气的抽吸，至抽出的待测空气达到足够检出的量后停止对待测空气的抽吸，此时制面板记录采集此时抽出的待测空气的体积为V,单位为L,然后将抽气泵2进气口处的管道再次与惰性气体储罐连通,再次排气处理，排气完成后，所述控制面板记录采集此时第一电子分析天平8和第二电子分析天平9上的读数m3和m4；

3)利用公式m3+m4-m1-m2)/V对有害气体的总含量进行估算，计算得到的数值即为估算得到的有害气体的总含量，单位为mg/L。

需要说明的是，V的体积可以为1L、10L、100L或1m³等，具体根据检测的灵敏度来选择。比如，当电子分析天平的精度为0.01mg时，V为10L时，其能检测的空气中总有害气体含量至少要在0.001mg/L以上时，才有可能检出。

可以理解的是，本发明提供的空气中有害气体总含量快速估测系统的灵敏度及测试的快捷程度与电子分析天平的灵敏度直接相关，其至少应能够精准测量到0.01mg的质量变化，当电子分析天平具有更高精度时(比如随着技术发展可精确测量0.001mg,甚至0.0001mg时)，本发明需要通入的待测气体更少，可具有更好的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种空气中有害气体总含量快速估测系统，其特征在于，包括检测箱(1)、设于所述检测箱(1)内的抽气泵(2)、第一干燥器(3)、旋风除尘器(4)、可吸入颗粒物切割器(5)、有害气体吸收瓶(6)、第二干燥器(7)、第一电子分析天平(8)和第二电子分析天平(9)，以及设于所述检测箱(1)外的控制面板，所述抽气泵(2)进气口通过管道伸出至所述检测箱(1)外，所述抽气泵(2)的排气口通过管道从前往后顺次连通所述第一干燥器(3)、旋风除尘器(4)、可吸入颗粒物切割器(5)、有害气体吸收瓶(6)和第二干燥器(7)且管道由所述第二干燥器(7)后方伸出至所述检测箱(1)外，所述有害气体吸收瓶(6)内装有高锰酸钾水溶液，所述有害气体吸收瓶(6)和第二干燥器(7)分别对应放置于所述第一电子分析天平(8)和第二电子分析天平(9)的称量台上，所述抽气泵(2)、第一电子分析天平(8)和第二电子分析天平(9)均与所述控制面板电连接。

2.根据权利要求1所述的一种空气中有害气体总含量快速估测系统，其特征在于，所述第一干燥器(3)及所述第二干燥器(7)内装入的除水成份为无水硫酸铜粉末或分子筛颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种空气中有害气体总含量快速估测系统，其特征在于，所述有害气体吸收瓶(6)内装入的高锰酸钾水溶液的浓度为0.5-2.5wt％。

4.根据权利要求1所述的一种空气中有害气体总含量快速估测系统，其特征在于，所述有害气体吸收瓶(6)由多个洗气瓶通过管道串联而成，每个所述洗气瓶内均装有所述高锰酸钾水溶液。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种空气中有害气体总含量快速估测系统，其特征在于，所述抽气泵(2)进气口处的管道及所述第二干燥器(7)后方伸出所述检测箱(1)的管道上分别均设有电磁阀。

6.根据权利要求5所述的一种空气中有害气体总含量快速估测系统，其特征在于，还包括第三电子分析天平和第四电子分析天平，所述旋风除尘器(4)和可吸入颗粒物切割器(5)分别放置于所述第三电子分析天平和第四电子分析天平的称量台上。

7.一种空气中有害气体总含量快速估测方法，其特征在于，利用权利要求1至6任一项所述的系统进行估测，包括如下步骤：

1)将抽气泵(2)进气口处的管道与惰性气体储罐连通，开启抽气泵(2)对系统进行排气处理；

2)断开与惰性气体储罐的连通后，用抽气泵(2)进气口处的管道对待测空气样品进行抽吸，抽吸前，所述控制面板事先记录采集此时第一电子分析天平(8)和第二电子分析天平(9)上的初始读数m1和m2,单位为mg；然后以恒定的流速开始启动对待测空气的抽吸，至抽出的待测空气达到足够检出的量后停止对待测空气的抽吸，此时制面板记录采集此时抽出的待测空气的体积为V,单位为L,然后将抽气泵(2)进气口处的管道再次与惰性气体储罐连通,再次排气处理，排气完成后，所述控制面板记录采集此时第一电子分析天平(8)和第二电子分析天平(9)上的读数m3和m4；

3)利用公式(m3+m4-m1-m2)/V对有害气体的总含量进行估算，计算得到的数值即为估算得到的有害气体的总含量，单位为mg/L。

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