CN202886326U

CN202886326U - 气体分析仪

Info

Publication number: CN202886326U
Application number: CN 201220514853
Authority: CN
Inventors: 夏涛; 史晓光; 杨苗
Original assignee: Universtar Science and Technology Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Universtar Science and Technology Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-10-09

Abstract

本实用新型适用于环境检测领域，提供了一种气体分析仪，用于TVOC在线分析，包括：用于采集采样气体的气体采集模块；用于检测所述采样气体并反馈检测信号的气体检测模块；与所述气体采集模块和气体检测模块交互、用于分析所述气体检测模块检测信号并反馈分析数据且控制所述气体采集模块工作的数据处理控制模块；与所述数据处理控制模块交互、可将分析数据通过无线方式传送到监控中心的无线传输模块；以及电源模块。该气体分析仪可对TVOC中各种挥发性有机气体进行探测，实时检测出环境中的TVOC浓度并及时报警，可避免由于TVOC泄漏导致人员伤亡的情况。可应用于大气污染监测、工业废气的监测以及对居住环境质量的监测。

Description

气体分析仪

技术领域

本实用新型属于环境检测领域，尤其涉及一种气体分析仪。

背景技术

总挥发性有机物简称TVOC，是指室温下饱和蒸气压超过了133．32pa的有机物，其沸点在50℃至250℃，在常温下可以蒸发的形式存在于空气中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。

TVOC中的许多物质有致癌、致畸、致突变性,这些物质干扰人体内分泌系统,具有遗传毒性及引起“雌性化”的严重后果,对环境安全和人类生存繁衍构成威胁。

大气中的TVOC包括:苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸、石油烃化合物等，可以说是种类繁多且成分复杂。因此开发灵敏度高且易推广应用的TVOC分析仪器，以检测大气中TVOC的含量。而目前对环境中TVOC的检测，大多是采取取样检测或使用便携式分析仪进行现场检测，取样检测方式不能实时得到环境中TVOC的含量，而现场检测时，人员会接触到可能出现的TVOC，对工作人员不利。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体分析仪，无需人员在环境现场，以实现在线检测并远程监控环境中TVOC含量。

本实用新型是这样实现的，一种气体分析仪，用于TVOC在线分析，包括：

用于采集采样气体的气体采集模块；

用于检测所述采样气体并反馈检测信号的气体检测模块；

与所述气体采集模块和气体检测模块交互、用于分析所述气体检测模块检测信号并反馈分析数据且控制所述气体采集模块工作的数据处理控制模块；

与所述数据处理控制模块交互、可将分析数据通过无线方式传送到监控中心的无线传输模块，以及，

用于供电的电源模块。

进一步地，所述气体检测模块包括检测所述采样气体中各成分浓度的光离子化传感器。

进一步地，还包括对所述气体采集模块采集的采样气体进行初步探测和处理的预处理模块。

进一步地，所述预处理模块包括具有预处理室的外壳，所述气体采集模块安装于所述外壳中，所述外壳上开设有供所述采样气体进入所述预处理室的进气孔、所述外壳中安装有用于初步探测所述预处理室中采样气体的若干探测器和用于干燥过滤所述采样气体的干燥过滤器，所述外壳上开设有供所述采样气体经初步探测和处理后进入气体检测模块的排气口。

具体地，所述若干探测器包括探测所述采样气体温度的温度探测器、探测所述采样气体压力的压力探测器、探测所述采样气体湿度的湿度探测器、探测所述采样气体中可燃气含量的可燃气体探测器。

进一步地，所述气体采集模块包括采集所述采样气体的气泵和控制所述气泵工作的控制电路。

进一步地，还包括与所述数据处理控制模块相连的人机交互模块；人机交互模块包括显示所述数据处理控制模块的参数及其反馈的分析数据的显示屏和对所述数据处理控制模块进行参数设置的智能按键。

进一步地，还包括与所述数据处理控制模块相连、可将分析数据传送到监控中心的串口通讯模块。

具体地，所述光离子化传感器包括对采集气体进行离子化的离子化室、供所述采集气体进入所述离子化室的进气管、供所述采集气体排出所述离子化室的排气管、向所述离子化室照射紫外线的紫外灯、检测所述离子化室电信号的静电计和固定于所述离子化室且与所述静电计电连接的二电极。

更具体地，所述光离子化传感器还包括罩住所述紫外灯的紫外灯罩，所述紫外灯罩与所述离子化室之间设有可使所述紫外灯发出的紫外线穿透射入所述离子化室的隔离光窗。

当要对环境中气体TVOC含量进行分析时，数据处理控制模块控制气体采集模块工作，采集采样气体，然后经气体检测模块检测，得到检测信号，经数据处理控制模块处理计算分析得到环境中气体成份及含量等数据的分析数据，并通过无线传输模块传送到监控中心，以实现在线检测并远程监控环境中TVOC含量，对TVOC含量设置报警值，当检测出的TVOC含量超过报警值时，监控中心发出报警信号，以提醒人员注意安全。该气体分析仪可对TVOC中各种挥发性有机气体进行探测，实时检测出环境中的TVOC浓度并及时报警，可避免由于TVOC泄漏导致人员伤亡的情况。可应用于大气污染监测、工业废气的监测以及对居住环境质量的监测，另外也可以有效的监测到各类化工厂偷排到下水道造成的污染，及时做出应急处理。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种气体分析仪原理方框图。

图2是图1的气体分析仪的预处理模块的立体结构示意图。

图3是图1的气体分析仪包括光离子传感器部分的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图2，本实用新型提供了一种气体分析仪，用于TVOC在线分析，包括：用于采集采样气体的气体采集模块13；用于检测所述采样气体并反馈检测信号的气体检测模块12；与所述气体采集模块13和气体检测模块12交互、用于分析所述气体检测模块12检测信号并反馈分析数据且控制所述气体采集模块13工作的数据处理控制模块11；与所述数据处理控制模块11交互、可将分析数据通过无线方式传送到监控中心的无线传输模块15；以及用于供电的电源模块14。

当要对环境中气体TVOC含量进行分析时，数据处理控制模块11控制气体采集模块13工作，采集采样气体，然后经气体检测模块12检测，得到检测信号，经数据处理控制模块11处理计算分析得到环境中气体成份及含量等数据的分析数据，并通过无线传输模块15传送到监控中心，以实现在线检测并远程监控环境中TVOC含量，对TVOC含量设置报警值，当检测出的TVOC含量超过报警值时，监控中心发出报警信号，以提醒人员注意安全。该气体分析仪可对TVOC中各种挥发性有机气体进行探测，实时检测出环境中的TVOC浓度并及时报警，可避免由于TVOC泄漏导致人员伤亡的情况。可应用于大气污染监测、工业废气的监测以及对居住环境质量的监测，另外也可以有效的监测到各类化工厂偷排到下水道造成的污染，及时做出应急处理。本实施例中，主要通过GPRS/CDMA/3G模块来实现无线传输。数据处理控制模块11以微处理器为核心部件，既控制气体采集模块13的工作，以采集采样气体以进行检测，又对气体检测模块12反馈的检测信号进行处理，从而得到采样气体中TVOC含量。电源模块14主要为气体分析仪提供电源。

进一步地，所述气体检测模块12包括检测所述采样气体中各成分浓度的光离子化传感器120。通过所述光离子化传感器120检测环境中TVOC浓度，并反馈检测信号至数据处理控制模块11。从而实现对环境中TVOC的检测。

具体地，请参阅图1至图3，本实施例中，所述光离子化传感器120包括对采样气体进行离子化的离子化室121、供所述采样气体进入所述离子化室121的进气管122、供所述采样气体排出所述离子化室121的排气管123、向所述离子化室121照射紫外线的紫外灯124、检测所述离子化室121电信号的静电计127和固定于所述离子化室121且与所述静电计127电连接的二电极126。采样气体进入离子化室121，在紫外线照射下而被离子化，离子化后的气体离子在二电极126的作用下而向各电极发生偏移从而形成电信号，经静电计127测到，并经数据处理控制模块11的分析计算确定采集气体中是否含有TVOC，并得出气体中TVOC的含量及浓度。检测完的气体经排气管123排出离子化室121。排出离子化室121的气体还可进入下一PID变送器或光离子化传感器120以再一次对采样气体的TVOC再次检测，从而更精确测定环境中TVOC含量；或对气体的其它信号参数进行检测，或直接经排气口186排出。

所述光离子化传感器120还包括罩住所述紫外灯124的紫外灯罩125，所述紫外灯罩125与所述离子化室121之间设有可使所述紫外灯124发出的紫外线穿透射入所述离子化室121的隔离光窗128。设置紫外灯罩125及隔离光窗128以对紫外灯124进行保护，同时，使紫外灯124发出的紫外线进入到离子化室121，并防止扩散到外界。

进一步地，还包括对所述气体采集模块13采集的采样气体进行初步探测和处理的预处理模块18。通过对采样气体的初步探测和处理，以确定采样气体的初步参数和环境状况，以便于气体检测模块12检测更加准确。各探测器采用可插拔式设计，现场维护简便。

进一步地，所述预处理模块18包括具有预处理室的外壳180，所述气体采集模块13安装于所述外壳180中，所述外壳180上开设有供所述采样气体进入所述预处理室的进气孔185、所述外壳180中安装有用于初步探测所述预处理室中采样气体的若干探测器和用于干燥过滤所述采样气体的干燥过滤器（图中未示出），所述外壳180上开设有供所述采样气体经初步探测和处理后进入气体检测模块12的排气口186。

将气体采集模块13设于预处理模块18的外壳180中，可对气体体念模块进行保护。外壳180可进行防水防尘设计，可避免气体采集模块13和若干探测器的损坏。

具体地，所述若干探测器包括探测所述采样气体温度的温度探测器182、探测所述采样气体压力的压力探测器183、探测所述采样气体湿度的湿度探测器181、探测所述采样气体中可燃气含量的可燃气体探测器184。

所述气体采集模块13包括采集所述采样气体的气泵和控制所述气泵工作的控制电路。通过数据处理控制模块11发出控制信号到气体采集模块13中的控制电路，进而控制气泵的工作，以吸收采样气体进入所述预处理室，并经过干燥过滤器和各探测器，以对采样气体进行初步探测和处理。由于TVOC中大多气体为可燃气，故设置可燃气体探测器184，以检测采样气体中可燃气体的含量，以更好地实时检测出环境中可能存在的危险状态。设置干燥过滤器，对采样气体进行干燥与过滤，以防止采样气体中的水份和杂质对后续传感器的检测带来影响，导致测量不准确。压力探测器183也可用以检测环境中气流的大小；而温度探测器182和湿度探测器181以确定环境温度、温度和采样气体的温度与湿度及其变化趋势，以更好地掌握环境中可能会出现的危险。

所述若干探测器可串联或并联起来使用，如将采样气体同时湿度探测器181、温度探测器182、压力探测器183和可燃气体探测器184检测，再进行干燥过渡，之后经排气口186进入光离子化传感器120的离子化室121，以实现并联使用；如将采样气体依次经湿度探测器181、温度探测器182、压力探测器183和可燃气体探测器184检测，再进行干燥过渡，后经排气口186排出以实现串联使用，当然各探测器安装的先后顺序并不固定。

本实施例中，通过数据处理控制模块11与气体采集模块13的控制电路电连接，以控制所述气泵的工作，来实现对气体采集模块13工作的控制，从而控制所述气体分析仪何时对环境气体中TVOC含量进行检测。预处理模块18的排气口186与光离子化室121上的进气管122相连，气泵工作对外界气体进行采样，经外壳180上的进气口进入所述预处理室，采样气体在预处理室经初步探测和干燥过滤器（图中未示出）干燥过滤处理，然后经排气口186进入光离子化传感器120的离子化室121，以得出检测信号，再经数据处理控制模块11分析计算得出气体中各成份的含量，光离子化传感器120检测后的气体再排出到外界。气泵对外界气体进行不间断采样，经预处理模块18探测和处理，再经气体检测模块12检测，最后排出，从而以实现对环境中气体循环检测。

进一步地，请参阅图1，所述气体分析仪还包括对所述数据处理控制模块11进行参数设置及数据监控的人机交互模块17。人机交互模块17包括显示所述数据处理控制模块11的参数及其反馈的分析数据的显示屏和对所述数据处理控制模块11进行参数设置的智能按键。通过人机交互模块17，以实现对数据处理控制模块11中参数设置，以将所述气体分析仪使用到不同环境下时，在现场对其进行校准与调整。当然还可通过无线传输模块15与数据处理控制模块11间的通讯，以无线的方式，远程对气体分析仪进行参数设置。本实施例中，设置有四个智能按键，所述显示屏使用128*64点阵液晶显示屏。

所述气体分析仪还包括与所述数据处理控制模块11相连、可将分析数据传送到监控中心的串口通讯模块16。当使用环境不允许使用无线传输时，可通过串口通讯模块16以有线的方式将分析数据传送到监控中心。本实施例中，串口通讯模块16采用MCU内部的串口，配以电平转换芯片实现串口通讯。

本实施例中，所述数据处理控制模块11采用32位工业级嵌入式ARM微处理器为计算核心，处理能力强；外壳180的设计充分考虑防水、防尘及现场应用环境；采用多种自保护技术，以避免损坏各探测器、传感器及气泵；同时具有体积小、重量轻，方便携带；多种无线通讯方式可选，适应不同的现场需求；检测精度高、响应快，重复性好；各探测器采用可插拔式设计，现场维护简便；通过数据处理控制模块11的智能诊断功能，实现自动报警、自动恢复功能；采用干扰气体补偿技术，避免由于交叉敏感性引起的误差。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.气体分析仪，用于TVOC在线分析，其特征在于包括：

用于采集采样气体的气体采集模块；

用于检测所述采样气体并反馈检测信号的气体检测模块；

用于供电的电源模块。

2.如权利要求1所述的气体分析仪，其特征在于：所述气体检测模块包括检测所述采样气体中各成分浓度的光离子化传感器。

3.如权利要求1所述的气体分析仪，其特征在于：还包括对所述气体采集模块采集的采样气体进行初步探测和处理的预处理模块。

4.如权利要求3所述的气体分析仪，其特征在于：所述预处理模块包括具有预处理室的外壳，所述气体采集模块安装于所述外壳中，所述外壳上开设有供所述采样气体进入所述预处理室的进气孔、所述外壳中安装有用于初步探测所述预处理室中采样气体的若干探测器和用于干燥过滤所述采样气体的干燥过滤器，所述外壳上开设有供所述采样气体经初步探测和处理后进入气体检测模块的排气口。

5.如权利要求4所述的气体分析仪，其特征在于：所述若干探测器包括探测所述采样气体温度的温度探测器、探测所述采样气体压力的压力探测器、探测所述采样气体湿度的湿度探测器、探测所述采样气体中可燃气含量的可燃气体探测器。

6.如权利要求1-5任一项所述的气体分析仪，其特征在于：所述气体采集模块包括采集所述采样气体的气泵和控制所述气泵工作的控制电路。

7.如权利要求1-5任一项所述的气体分析仪，其特征在于：还包括与所述数据处理控制模块相连的人机交互模块；人机交互模块包括显示所述数据处理控制模块的参数及其反馈的分析数据的显示屏和对所述数据处理控制模块进行参数设置的智能按键。

8.如权利要求1-5任一项所述的气体分析仪，其特征在于：还包括与所述数据处理控制模块相连、可将分析数据传送到监控中心的串口通讯模块。

9.如权利要求3所述的气体分析仪，其特征在于：所述光离子化传感器包括对采集气体进行离子化的离子化室、供所述采集气体进入所述离子化室的进气管、供所述采集气体排出所述离子化室的排气管、向所述离子化室照射紫外线的紫外灯、检测所述离子化室电信号的静电计和固定于所述离子化室且与所述静电计电连接的二电极。

10.如权利要求9所述的气体分析仪，其特征在于：所述光离子化传感器还包括罩住所述紫外灯的紫外灯罩，所述紫外灯罩与所述离子化室之间设有可使所述紫外灯发出的紫外线穿透射入所述离子化室的隔离光窗。