CN113391037B - 一种化学化工废气成分检测用留样装置及留样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种化学化工废气成分检测用留样装置及留样方法，属于废气检测技术领域，本发明的留样装置包括：吸气装置，用于吸入待检测的气体；其上设置有位移传感器；且其下端设有高度的高度调节装置；气体检测装置，与吸气装置的出气端连通，用于检测所吸入气体的成分及其含量；样本储存机构，通过管路与气体检测装置的出气端连通，用于储存由所述气体检测装置排出的气体；控制装置，用于根据气体检测装置的检测结果自动将检测装置内的气体排入大气或导入样本储存机构内进行储存，并且控制高度调节装置上升或下降。本发明通过不同高度气体的采集，能在进行精细检测的同时自动对污染废气进行留样，使用方便且检测准确率高。

Description

一种化学化工废气成分检测用留样装置及留样方法

技术领域

本发明涉及废气检测技术领域，尤其涉及一种化学化工废气成分检测用留样装置及留样方法。

背景技术

近年来，国家层面对于大气污染的问题越来越重视，各地政府也加大了对相关污染企业的监督。而化工生产中，化工厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种有毒有害气体，即化学工业废气，是大气污染的主要污染源之一。各地环保部门虽然对化工厂区的废气排放进行监督，但是实际部分企业仍存在生产过程中废气泄露或偷排的现象存在。

当发现废气泄露或偷排的现象后，需要对其进行留样，从而捕捉污染物排放的证据。但是由于气体不可避免的流动性，环保部门在发现并赶到现场后，取样滞后，往往难以捕捉到污染物排放的证据。

而且，现有的留样装置只能固定采集某一处的空气，检测样本单一，不能真实反映大气实际的污染情况，也无法根据实际的污染情况进行自动留样，因此，提供一种能够根据检测结果进行自动留样的装置是非常必要的。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种化学化工废气成分检测留样装置及其留样方法。

本发明的第一目的是提供一种化学化工废气成分检测留样装置，包括：

高度调节装置；

吸气装置，设置于所述高度调节装置上，其包括吸气管，所述吸气管的第一进气端处设有用于检测所述第一进气端所处高度的位移传感器；

气体储存机构，其上设有用于通入气体的第二进气端，所述第二进气端通过管路与所述吸气管的出气端连通；

气体检测装置，设置于所述管路上，用于检测通入所述管路内气体的成分及其含量；

所述管路上设置有与大气连通的分叉管，所述分叉管位于所述气体储存机构与所述气体检测装置之间；且所述分叉管的出气端处以及所述管路靠近所述气体储存机构一端均设有开关阀；

控制装置，用于根据所述气体检测装置的检测结果控制相应的开关阀的启闭，自动将所述管路内的气体排入大气或导入所述气体储存机构内进行储存，并且控制所述高度调节装置上升或下降。

进一步地，所述控制装置包括：

数据储存器，其内预设有气体成分及其含量的阈值；

控制器，用于接收所述气体检测装置的检测结果，并调取所述数据储存器内预设的阈值进行比较，根据比较结果控制相应的开关阀的启闭，自动将所述检测装置内的气体排入大气或导入所述气体储存机构内进行存储；

数据接收器，与控制器电性连接，用于向外界发送数据和接收外界数据；

终端设备，通过数据接收器与所述控制器连接，用于远程接收或发送指令给所述控制器；

电源，与所述控制器电性连接，用于给所述留样装置提供电源。

进一步地，所述气体储存机构包括：

样本放置箱，其一侧为敞口，所述敞口处铰接有箱门；

废气导气箱，设置于所述样本放置箱内，其进气端与所述管路的出气端连通；所述废气导气箱的底端开设有多个导气口，且其一侧设置有排气口，所述排气口上设置有排气阀I；

多个留样瓶，分别螺接于对应的所述导气口上，分别用于接收不同高度采集到的气体；每个所述留样瓶的瓶口上均与所述控制器电性连接的开关阀；

多个排气装置，分别设置于与其对应的所述废气导气箱的导气口处。

进一步地，所述气体检测装置包括气体检测箱I和气体检测箱II；

所述气体检测箱I靠近所述吸气管的出气端设置，其内部设置有第一气体检测仪；

所述吸气管的出气端有导气管，所述导气管的出气端设有两个出气口，其中一个所述出气口与所述管路的进气端连通，另一个所述出气口与大气连通，且两个所述出气口上均设置有排气阀II；

所述气体检测箱II设置于所述管路上，且其内部设置有第二气体检测仪。

进一步地，所述吸气管，呈L型结构，其进气端上设有过滤网；

所述吸气装置还包括：

气泵，与所述控制器电性连接，设置于所述吸气管上，且靠近所述吸气管的进气端设置；

气体流量计，与所述控制器电性连接，设置于所述吸气管上且靠近所述气泵的出气端，用于记录监测所述吸气管的气体量。

进一步地，所述气体检测箱I、气体检测箱II、导气管、样本放置箱、废气导气箱、留样瓶、吸气管的内壁上均涂覆有PVD涂层。

进一步地，所述PVD涂层为CrN、TiALN、TiCN、CrALN和TiN中的一种单层涂层或多种组合的复合涂层。

进一步地，所述高度调节装置包括：

支撑板，用于放置所述气体储存机构及所述气体检测装置；

电动伸缩杆，竖直固定设置于所述支撑板下端，且与所述控制器电性连接。

进一步地，所述排气装置为排气扇或气泵，与所述控制器电性连接。

进一步地，所述终端设备为PC端或手机端。

进一步地，所述控制器采用Intel服务CPU和Windows/NetWare网络操作系统，CPU大于2GHZ。

进一步地，所述位移传感器型号为：HEL-37。

进一步地，所述数据储存器型号为：JS28F640P33T85。

进一步地，所述数据接收器型号为DMX。

本发明的第二目的是提供一种基于上述留样装置的留样方法，包括以下步骤：

将第一高度待检测的废气通过吸气装置吸入至气体检测装置中进行检测，并将检测结果传递给控制装置；

控制装置调取预先设置的气体成分及其含量的阈值与所接收到的检测值进行对比，若检测值低于预先设置的阈值，则将废气直接排出大气；

若检测值高于预先设置的阈值，则将废气导入气体储存机构进行保存留样；同时控制装置控制高度调节装置调节高度，使所述吸气装置位于第二高度，并且在完成废气导入气体储存机构后，重复上述操作，进行多次。

根据不同高度废气的测试结果通过控制器和数据接收器传递给终端设备，环保部门人员可以通过终端设备对废气的污染情况进行远程监督。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明提供一种化学化工废气成分检测用留样装置，通过吸气装置将当前高度的待检测废气吸入并导入至气体检测箱I内，通过第一气体检测仪对吸入的废气进行检测，当检测值低于数据储存器中预设的第一气体成分对应浓度的阈值时，则将废气由气体检测箱I底部连接的导气管的出气口排出；当检测值高于数据储存器中预设的第一气体成分对应浓度的阈值时，则将废气由气体检测箱I底部连接的导气管的另一个出气口导入气体检测箱II中，通过第二气体检测仪对导入的废气进行检测，当检测值低于数据储存器中预设的第二气体成分对应浓度的阈值时，则将废气由气体检测箱II底部的排气口排出；当检测值高于数据储存器中预设的第二气体成分对应浓度的阈值时，则将废气由气体检测箱II底部连接的导气管的另一个出气口导入气体储存机构中进行留样。从而实现了能够根据实际大气的污染情况自动对污染物含量不符合排放标准的废气进行及时留样取证。

且本发明的装置能够实现让环保部门的人员通过终端设备即可接收到检测结果，从而可以及时发现污染情况，一旦发现不符合废气排放标准的情况，能够及时进行处理，并且可以通过自动留样取证。从而避免了检测不及时，取证不及时的情况发生。

本发明的留样方法能够自动采集不同高度气体进行检测，且在进行精细检测的同时自动对污染废气进行留样，使用方便且检测准确率高。

附图说明

图1为本发明留样装置的结构示意图；

图2为图1中A处的结构放大图；

图3为控制器的结构连接示意图。

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。

本实施例提供一种化学化工废气成分检测用留样装置，包括：

高度调节装置3；

吸气装置1，设置于高度调节装置3上，其包括吸气管11，吸气管11的第一进气端处设有用于检测所述第一进气端所处高度的位移传感器2；

气体储存机构7，其上设有用于通入气体的第二进气端，第二进气端通过管路8与吸气管11的出气端连通；

气体检测装置4，设置于管路8上，用于检测通入所述管路内气体的成分及其含量；

管路8上设置有与大气连通的分叉管，分叉管位于气体储存机构7与气体检测装置4之间；且分叉管的出气端处以及管路8靠近气体储存机构7一端均设有开关阀；

控制装置9，用于根据气体检测装置4的检测结果控制相应的开关阀的启闭，自动将所述管路8内的气体排入大气或导入气体储存机构7内进行储存，并且控制高度调节装置3上升或下降。

本发明考虑到不同气体因其种类和相对分子质量的不同，导致不同气体分子在不同高度的含量不同，为了提高对大气污染情况监测的精准性，本发明高度调节装置3上设置有吸气装置1，通过调节高度调节装置3的高度，实现调整吸气装置1的高度，进而实现采集不同高度的废气，便于提供后期检测结果的准确性。并且在吸气装置1的吸气管11的第一进气端处设置有位移传感器2，便于通过检测第一进气端所处高度。

为了便于气体储存，本实施例还设置有气体储存机构7，并且在气体储存机构7上设有用于通入气体的第二进气端，通过管路8将第二进气端与吸气管11的出气端连通，从而便于将吸气管11吸入的气体导入气体储存机构7中进行储存。为了实现根据实际大气的污染情况自动对污染物含量不符合排放标准的废气进行及时留样取证，本实施例在管路8上设置有气体检测装置4，从而对通入管路8内的气体成分及其含量进行检测。本实施例在气体储存机构7和气体检测装置4之间位置的管路8上设置有与大气连通的分叉管，并且在分叉管的出气端处以及管路8靠近气体储存机构7一端均设有常闭状态的开关阀。实际工作时，气体由吸气管11进入管路8中，气体检测装置4对管路8中的气体进行检测并将检测结果传递给与其电性连接的控制装置9（控制装置9预先设置有气体成分及其含量的阈值，该阈值是按照国家废气排放标准设定的）。控制装置9通过对比气体检测装置4的检测值与预先设置的气体成分及其含量的阈值大小自动对气体检测装置4内的气体进行处理，如果若检测值低于预先设置的阈值，则控制分叉管出气端的开关阀开启，将废气直接排出大气。若检测值高于预先设置的阈值，则控制设置在管路8靠近气体储存机构7一端的开关阀开启，将废气导入气体储存机构7进行保存留样，在进行保存留样的同时控制装置9控制高度调节装置3调节高度，使吸气装置1位于第二高度，准备进行对第二高度进行取样检测。在完成废气导入气体储存机构7后，重复上述操作，进行多次，从而通过对多个不同高度的大气进行检测，从而便于分析不同气体在不同高度的含量，提高了对大气污染情况监测的精准性。

为了实现留样装置的自动留样，本发明的另一个优选的实施例中，控制装置9具体包括数据储存器92、控制器91、数据接收器93、终端设备94和电源95。其中，数据储存器92中预设有气体成分及其含量的阈值，控制器91与数据储存器92电性连接，控制器91接收到气体检测装置4的检测值的同时调取数据储存器92中的预设有气体成分及其含量的阈值，从而对比气体检测装置4的检测值与预先设置的气体成分及其含量的阈值，如果若检测值低于预先设置的阈值，则将废气直接排出大气；若检测值高于预先设置的阈值，则将废气导入气体储存机构7进行保存留样。

为了便于环保部门的人员对污染监督区域的远程监控，本发明的控制装置9还包括用于供电的电源95，以及数据接收器93，并且数据接收器93还连接有终端设备94，环保部门的人员通过终端设备94即可接收到检测结果，从而可以及时发现污染情况，一旦发现不符合废气排放标准的情况，能够及时进行处理，并且可以通过自动留样取证。

为了实现对多个不同高度所检测的不符合检测标准的样本存放，本发明另一个优选的实施例中，气体储存机构7具体包括废气导气箱74和多个留样瓶73，废气导气箱74的进气端通过管路8与气体检测装置4的出气端连通，从而实现将高于预设阈值的废气导入废气导气箱74中，废气导气箱74的底端开设有多个导气口，留样瓶73分别螺接于对应的导气口上，用于接收不同高度采集到的气体。为了便于将废气导气箱74中的某一高度吸入的废气导入与其对应的留样瓶73中，本发明在废气导气箱74的每个导气口处均设有排气装置75，排气装置75与留样瓶73之间设置有开关阀，开关阀保持常闭状态，使用时通过控制器91控制打开。在将废气导气箱74中的某一高度吸入的废气导入与其对应的留样瓶73中时，控制器91控制与其对应的留样瓶73上的开关阀开启，同时其他留样瓶73的开关阀保持关闭装置，控制器91再控制排气装置75打开，使废气导气箱74中的气体进入留样瓶73，排气装置75开启的时长与气体通过的速率为固定值，根据留样瓶73的容积设置。进行一次储存后，控制器再控制废气导气箱74一侧的排气阀I开启，进而将多余的气体排出，以便于为存储另一高度的气体做准备，同时也不影响另一高度气体的成分变化。再进行另一高度气体存储的时候重复上述操作即可。

为了便于取放样本放置箱71内的留样瓶73，本发明的气体储存机构7还包括样本放置箱71，且在样本放置箱71的敞口侧通过铰链铰接有箱门72，通过箱门72开合样本放置箱71，从而便于取放样本放置箱71内的留样瓶73。

为了提高气体的检测精准性，本发明的另一个优选的实施例中，气体检测装置4具体包括气体检测箱I41和气体检测箱II42，且控制器91上存储有第一气体成分及其对应浓度的阈值和第二气体成分及其对应浓度的阈值，其中第一气体成分对应浓度的阈值低于国家排放标准，第二气体成分对应浓度的阈值为国家排放标准。吸气管11的出气端设置有导气管5，吸气管11上设置有气体检测箱I41，且气体检测箱I41设置于吸气管11的出气端设置，其内部设置有第一气体检测仪43，从而实现对通过吸气管11吸入的当前高度的待检测废气进行检测，当检测值低于数据储存器92预设的第一气体成分对应浓度的阈值时，则控制器91将控制吸气管11与大气连通的出气口的排气阀II6开启，将废气排至大气中；当检测值高于数据储存器92中预设的第一气体成分对应浓度的阈值时，则控制器91控制吸气管II与管路8进气端连通的出气口的排气阀II6开启，将废气导入管路8中，再由气体检测箱II42内的第二气体检测仪44对导入的废气进行检测，当检测值低于数据储存器92中预设的第二气体成分对应浓度的阈值时，则控制器91控制分叉管出气端的开关阀开启，将废气直接排出大气；当检测值高于数据储存器中预设的第二气体成分对应浓度的阈值时，则控制器91控制设置在管路8靠近气体储存机构7一端的开关阀开启，将废气导入气体储存机构7进行保存留样。同时将所检测到数据暂时存储在数据储存器92中，便于发送给远程终端设备。

为了便于将当前高度的废气进行吸入，本发明的吸气装置1包括吸气管11，且将吸气管11设置为L型结构，在吸气管11的进气端上设置有半球形的过滤网12，并将吸气管11的出气端与气体检测箱I41的进气端连通，从而将其他杂物阻挡在外，避免吸入的气体中含有杂质影响检测的准确性。同时在吸气管11上还设有气泵13和气体流量计14，根据气体流量计14对吸入的气体量进行监测，然后通过控制器91可以控制气泵13的开关，从而实现根据留样瓶73实际能储存的气体量控制吸入的废气量。

为了防止各个部件的材料与废气中的污染物反应，影响检测结果的准确性，本发明在气体检测箱I41、气体检测箱II42、导气管5、样本放置箱71、废气导气箱74、留样瓶73、吸气管11的内壁上均涂覆有PVD涂层，从而避免废气中的气体成分与各个部件的内壁直接接触。

为了避免废气中的气体成分与各个部件的内壁接触可能影响检测结果的准确性，本发明的PVD涂层为CrN、TiALN、TiCN、CrALN和TiN中的一种单层涂层或多种组合的复合涂层。

为了便于调节吸气装置1的高度，本发明的高度调节装置3包括支撑板31，支撑板31用于固定放置气体储存机构7及气体检测箱II42；且在所述支撑板31下端设置有与控制器91电性连接的电动伸缩杆32，通过控制器91控制器电动伸缩杆32的伸缩，从而实现调节吸气装置1的高度，进而实现不同高度的气体采集。

本发明可以预先设置间隔多长时间进行采集一次，以及高度调节装置3高度调节每次上升的高度及其高度调节的次数（调节次数不能超过留样瓶的个数），并将数据储存在数据储存器92中，便于控制器91根据数据储存器92中的数据对各部件进行控制。

本实施例提供一种基于上述留样装置的留样方法，包括以下步骤：

将第一高度待检测的废气通过吸气装置1吸入至气体检测装置4的气体检测箱I41中进行初步检测，获取第一气体成分及浓度；

如果第一气体成分及浓度低于第一气体成分及其对应浓度的阈值，则将废气直接排出；如果第一气体成分及浓度高于第一气体成分及其对应浓度的阈值，则将废气通过导气管5导入气体检测箱II43中进行检测分析，获取第二气体成分及浓度；

如果第二气体成分及浓度低于第二气体成分及其对应浓度的阈值，则将废气直接排入大气；如果第二气体成分及浓度高于第二气体成分及其对应浓度的阈值，则将废气通过管路8导入气体储存机构7进行保存留样；

在将废气导入气体储存机构7的同时，重新调节吸气装置1至第二高度；并且在完成废气导入气体储存机构7后，重复上述操作，进行多次。

显然，上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。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。

Claims (5)

1.一种化学化工废气成分检测用留样装置，其特征在于，包括：

高度调节装置（3）；

吸气装置（1），设置于所述高度调节装置（3）上，其包括吸气管（11），所述吸气管（11）的第一进气端处设有用于检测所述第一进气端所处高度的位移传感器（2）；

气体储存机构（7），其上设有用于通入气体的第二进气端，所述第二进气端通过管路（8）与所述吸气管（11）的出气端连通；

所述气体储存机构（7）包括：

废气导气箱（74），设置于所述管路（8）的出气端；所述废气导气箱（74）的底端开设有多个导气口，且其一侧设置有排气口，所述排气口上设置有排气阀I；

多个留样瓶（73），分别螺接于对应的所述导气口上，分别用于接收不同高度采集到的气体；每个所述留样瓶（73）的瓶口上均与控制器（91）电性连接的开关阀；

多个排气装置（75），分别设置于与其对应的所述废气导气箱（74）的导气口处；

支撑板（31），用于放置所述气体储存机构（7）及气体检测装置（4）；

电动伸缩杆（32），竖直固定设置于所述支撑板（31）下端，且与所述控制器（91）电性连接；

气体检测装置（4），设置于所述管路（8）上，用于检测通入所述管路（8）内气体的成分及其含量；所述气体检测装置（4）包括气体检测箱I（41）和气体检测箱II（42）；

所述气体检测箱I（41）靠近所述吸气管（11）的出气端设置，其内部设置有第一气体检测仪（43）；

所述吸气管（11）的出气端有导气管（5），所述导气管（5）的出气端设有两个出气口，其中一个所述出气口与所述管路（8）的进气端连通，另一个所述出气口与大气连通，且两个所述出气口上均设置有排气阀II（6）；

所述气体检测箱II（42）设置于所述管路（8）上，且其内部设置有第二气体检测仪（44）；

所述管路（8）上设置有与大气连通的分叉管，所述分叉管位于所述气体储存机构（7）与所述气体检测装置（4）之间；且所述分叉管的出气端处以及所述管路（8）靠近所述气体储存机构（7）一端均设有开关阀；

控制装置（9），用于根据所述气体检测装置（4）的检测结果控制相应的开关阀的启闭，自动将所述管路（8）内的气体排入大气或导入所述气体储存机构（7）内进行储存，并且控制所述高度调节装置（3）上升或下降；

所述控制装置（9）包括：数据储存器（92），其内预设有气体成分及其含量的阈值；

控制器（91），用于接收所述气体检测装置（4）的检测结果，并调取所述数据储存器（92）内预设的阈值进行比较，根据比较结果自动将所述气体检测装置（4）内的气体排入大气或导入所述气体储存机构（7）内进行存储；

数据接收器（93），用于向外界发送数据和接收外界传递的数据；

终端设备（94），通过数据接收器（93）与所述控制器（91）连接，用于远程接收或发送指令给所述控制器（91）。

2.如权利要求1所述的留样装置，其特征在于，所述吸气管（11）呈L型结构，其第一进气端上设有过滤网（12）；

所述吸气装置（1）还包括：

气泵（13），与所述控制器（91）电性连接，设置于所述吸气管（11）上，且靠近所述吸气管（11）的进气端设置；

气体流量计（14），与所述控制器（91）电性连接，设置于所述吸气管（11）上且靠近所述气泵（13）的出气端，用于记录监测所述吸气管（11）的气体量。

3.如权利要求1所述的留样装置，其特征在于，所述气体检测箱I（41）、气体检测箱II（42）、导气管（5）、废气导气箱（74）、留样瓶（73）、吸气管（11）的内壁上均涂覆有PVD涂层。

4.如权利要求3所述的留样装置，其特征在于，所述PVD涂层为CrN、TiALN、TiCN、CrALN和TiN中的一种单层涂层或多种组合的复合涂层。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的留样装置的留样方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一高度待检测的废气通过吸气装置（1）吸入至气体检测装置（4）中进行检测，并将检测结果传递给控制装置（9）；

控制装置（9）调取预先设置的气体成分及其含量的阈值与所接收到的检测值进行对比，若检测值低于预先设置的阈值，则将废气直接排入大气；

若检测值高于预先设置的阈值，则将废气导入气体储存机构（7）进行保存留样；同时控制装置（9）控制高度调节装置（3）调节高度，使所述吸气装置（1）位于第二高度，并且在完成废气导入气体储存机构（7）后，重复上述操作，进行多次。