CN113092408A - 基于近红外光谱技术的vocs中甲醛检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统及检测方法，近红外光控制模块产生近红外光线，通过光纤模块进行传输达到防爆透射探头进入可控温样品池，同时，可控温模块控制样品池的温度，然后近红外光线再经过光纤模块传输到数据采集模块，通过数据处理模块进行数据处理，得到的检测结果通过数据显示模块显示于屏幕上。本发明通过系统自带的数据库使用此检测系统能够准确迅速的检测VOCS中的甲醛含量，抗干扰性强。
Description
技术领域
本发明涉及基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统及检测方法。
背景技术
目前，VOC中有机气体的定量分析有很多的技术，气相色谱和气相-质谱联用方法、电化学探测法和红外吸收光谱法。电化学方法需要对待测气体进行采样，不适用与现场检测；GC和GC-MS法需要专门的进样装置，其过程复杂、时间较长。VOC中甲醛气体的检测比较特殊，甲醛在GC中没有响应，无法使用GC进行分析。目前大部分定量分析方法都是基于分光光度法，通过甲醛与乙酰丙酮进行显色反应，然后进行定量分析。这种方法耗时长且易受气体流速干扰造成数据不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统及检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统，包括可控温多光程气体样品池，样品池中有控制VOCS中气体温度及气体流路的模块；防爆透射探头：安装于样品池的一端，用于检测近红外设备主机；光纤：用于光信号的传播；近红外设备主机：用于产生近红外光谱信号；控制主机：用于控制近红外光谱信号的输入；数据采集：用于采集反馈回来的近红外光谱信号；集成化的计算机软硬件设备：用于近红外信号处理，通过软件进行拟合计算，在显示屏幕上显示所测数据。
本发明的进一步改进在于：包括可控温模块、光纤模块、数据采集模块、防爆透射探头、近红外光控制模块、数据处理模块、数据显示模块；
可控温模块用于控制样品池的温度系统；光纤模块用于发生传输近红外光控制模块产生的近红外光线；数据采集模块安装于可控温样品池的一端，用于采集经过可控温样品池后的近红外光线；防爆透射探头安装于可控温样品池的一端，用于导入近红外光控制模块产生的近红外光线；近红外光控制模块用于控制产生近红外光源的系统；数据处理模块用于处理数据采集模块采集到的数据，根据此数据得到结果；数据显示模块用于显示所测数据。
基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统的检测方法，近红外光控制模块产生近红外光线，通过光纤模块进行传输达到防爆透射探头进入可控温样品池，同时，可控温模块控制样品池的温度，然后近红外光线再经过光纤模块传输到数据采集模块，通过数据处理模块进行数据处理，得到的检测结果通过数据显示模块显示于屏幕上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过系统自带的数据库使用此检测系统能够准确迅速的检测VOCS中的甲醛含量，抗干扰性强。
附图说明
图1为本发明的流程图；
1-可控温模块、2-光纤模块、3-数据采集模块、4-防爆透射探头、5-近红外光控制模块、6-数据处理模块、7-数据显示模块。
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例提供一种技术方案：基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统，包括可控温多光程气体样品池，样品池中有控制VOCS中的气体温度及气体流路的模块；防爆透射探头：安装于样品池的一端，用于检测近红外设备主机；光纤：用于光信号的传播；近红外设备主机：用于产生近红外光谱信号；控制主机：用于控制近红外光谱信号的输入；数据采集：用于采集反馈回来的近红外光谱信号；集成化的计算机软硬件设备：用于近红外信号处理，通过软件进行拟合计算，在显示屏幕上显示所测数据。
具体为包括可控温模块1、光纤模块2、数据采集模块3、防爆透射探头4、近红外光控制模块5、数据处理模块6、数据显示模块7；可控温模块1用于控制样品池的温度系统；光纤模块2用于发生传输近红外光控制模块产生的近红外光线；数据采集模块3安装于可控温样品池的一端，用于采集经过可控温样品池后的近红外光线；防爆透射探头4安装于可控温样品池的一端，用于导入近红外光控制模块5产生的近红外光线；近红外光控制模块5用于控制产生近红外光源的系统；数据处理模块6用于处理数据采集模块3采集到的数据，根据此数据得到结果；数据显示模块7用于显示所测数据。
基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统的检测方法，近红外光控制模块5产生近红外光线，通过光纤模块2进行传输达到防爆透射探头4进入可控温样品池，同时，可控温模块1控制样品池的温度，然后近红外光线再经过光纤模块2传输到数据采集模块3，通过数据处理模块6进行数据处理，得到的检测结果通过数据显示模块7显示于屏幕上。
根据VOCs中的大致组分，配制一系列的标准气体如下：
单位：mg/m3
| 编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 甲醛 | 1 | 2 | 3 | 6 | 10 | 15 | 25 | 40 | 60 |
| 甲醇 | 6 | 12 | 18 | 36 | 60 | 90 | 150 | 240 | 360 |
| 氯苯 | 2 | 4 | 6 | 12 | 20 | 30 | 50 | 80 | 120 |
使用该检测系统对上述标准气体进行检测，得到9组数据，对此数据进行回归建模处理，数据处理方法为便最小二乘法，得到甲醛特征因子的近红外谱图及相应的回归方程。
将上述的甲醛检测系统中的可控温样品布置于待检测的管道上，通过光纤进行接入甲醛检测系统。开启甲醛检测系统进行实时检测，所有的数据将在屏幕上显示。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式，例如，能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、 “在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统，其特征在于：包括可控温多光程气体样品池，样品池中有控制VOCS中气体温度及气体流路的模块；防爆透射探头：安装于样品池的一端，用于检测近红外设备主机；光纤：用于光信号的传播；近红外设备主机：用于产生近红外光谱信号；控制主机：用于控制近红外光谱信号的输入；数据采集：用于采集反馈回来的近红外光谱信号；集成化的计算机软硬件设备：用于近红外信号处理，通过软件进行拟合计算，在显示屏幕上显示所测数据。
2.根据权利要求1所述基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统，其特征在于：包括可控温模块（1）、光纤模块（2）、数据采集模块（3）、防爆透射探头（4）、近红外光控制模块（5）、数据处理模块（6）、数据显示模块（7）；
所述可控温模块（1）用于控制样品池的温度系统；
所述光纤模块（2）用于发生传输近红外光控制模块产生的近红外光线；
所述数据采集模块（3）安装于可控温样品池的一端，用于采集经过可控温样品池后的近红外光线；
所述防爆透射探头（4）安装于可控温样品池的一端，用于导入所述近红外光控制模块（5）产生的近红外光线；
所述近红外光控制模块（5）用于控制产生近红外光源的系统；
所述数据处理模块（6）用于处理所述数据采集模块（3）采集到的数据，根据此数据得到结果；
所述数据显示模块（7）用于显示所测数据。
3.基于近红外光谱技术的VOCS中甲醛检测系统的检测方法，其特征在于：近红外光控制模块（5）产生近红外光线，通过光纤模块（2）进行传输达到防爆透射探头（4）进入可控温样品池，同时，可控温模块（1）控制样品池的温度，然后所述近红外光线再经过光纤模块（2）传输到数据采集模块（3），通过数据处理模块（6）进行数据处理，得到的检测结果通过数据显示模块（7）显示于屏幕上。
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