CN211122517U

CN211122517U - 一种高浓度VOCs测量装置

Info

Publication number: CN211122517U
Application number: CN201921914292.4U
Authority: CN
Inventors: 郭晓亮; 张丽红; 曲宏
Original assignee: Shanxi Xin Huaxiang Technology Development Co ltd
Current assignee: Shanxi Xin Huaxiang Technology Development Co ltd
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2029-11-08

Abstract

本实用新型属于环境在线定点污染源VOCs测量领域，具体涉及一种高浓度VOCs测量装置。一种高浓度VOCs测量装置，其特征是，该装置器件包括排气口、气泵、NDIR传感器，MCU最小系统、时钟模块、程序和数据储存模块、无线网络通讯模块、触摸屏、直流电源、可调流量计、活性炭过滤器、电磁气阀1、电磁气阀2、电磁气阀3、除油除水除雾霾过滤器、零气罐、标气罐、三通阀、除油过滤器、电磁气阀4、空气压缩机和采样探头；本实用新型的有益之处是，该装置断电保存测量程序和数据；来电继续工作。内部MCU最小系统定时启动零气气路或标气气路，自动校长测量数据，保持测量准确。

Description

一种高浓度VOCs测量装置

技术领域

本实用新型属于环境在线定点污染源VOCs测量领域，具体涉及一种高浓度VOCs测量装置。

背景技术

VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。 VOCs，特别泛指那些在常温常压下可挥发的并产生危害的有机物。最关切的挥发性有机物VOCs，是人类在化工生产中，如石油、化工、喷漆中，产生的大量多烃、含苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷气体。这些挥发性有机物气体，是臭氧和PM2.5的重要前体物，是我国当前区域复合型空气污染的主要贡献者之一。高浓度的VOCs的基本定义是，VOCs百分比含量超过5000—10000PPM。对高浓度的VOCs测量浓度，选择测量传感器很重要。要考虑，面对高浓度的VOCs气体，能适合测量高浓度VOCs，还能防测量电极污染，在不维护情况下，它能长时间工作。高浓度的VOCs，需要抽取集中无害处理，如抽取排放到光解室或燃烧室中，光解或燃烧消除高浓度VOCs。光解或燃烧清除高浓度VOCs，必须在处理前后，测量VOCs的浓度变化，了解清除效率。测量传感器选择，实践证明，测量高浓度VOCs，电化学传感器有起火爆炸危险，FID火焰粒子计数法传感器、PID紫外光解法传感器的量程太小，也不适合应用。只有NDIR紫外光谱法传感器，可用于检测高浓度VOCs气体。NDIR 传感器是基于紫外吸收光谱方法测量VOCs浓度。NDIR传感器的基本构造是，直管结构的光吸收池，光吸收池一端是紫外光源，光吸收池另一端是光接受器，紫外光源光路连接光接受器，以及内部MCU最小系统。定速含高浓度VOCs 的气体，即定速样气，从吸收池一端进入，另一端排出，气体逆光路运动；由于VOCs的气体选择性光吸收，光接受器接受的光强信号减小，接受光强变化遵从比尔定律；光接受器电连接MCU最小系统，MCU最小系统根据比尔定律的光强变化，计算VOCs浓度。NDIR传感器的特点是皮实耐用，瞬时给出浓度数据，测量误差小，且两年内不要维护保养。因此，决定选择NDIR传感器。NDIR传感器高浓度VOCs测量装置的MCU最小系统，内部配备测量程序和数据储存模块。这样断电时，能保存测量程序和数据；来电后，MCU最小系统系统自检，继续工作。高浓度VOCs测量装置，还配备反吹气路、零气气路和标气气路，MCU最小系统定时启动反吹程序，消除探头内部阻塞；MCU最小系统定时启动零气气路或标气气路，保持测量准确，确保该装置两年内不要或很少人工维护保养。

实用新型内容

本实用新型的技术方案：一种高浓度VOCs测量装置，其特征是，该装置器件包括排气口、气泵、NDIR传感器，MCU最小系统、时钟模块、程序和数据储存模块、无线网络通讯模块、触摸屏、直流电源、可调流量计、活性炭过滤器、电磁气阀1、电磁气阀2、电磁气阀3、除油除水除雾霾过滤器、零气罐、标气罐、三通阀、除油过滤器、电磁气阀4、空气压缩机和采样探头；其中，空气压缩机出气口管道连接电磁气阀4，电磁气阀4管道连接除油过滤器，除油过滤器管道连接三通阀的常闭气道，三通阀的常闭气道管道连接采样探头出气口，以上器件组成反吹气路；采样探头进气口管道连接三通阀的常开气道，三通阀的常开气道管道连接除油除水除雾霾过滤器，除油除水除雾霾过滤器管道连接电磁气阀1，电磁气阀1管道连接可调流量计进气口，可调流量计出气口管道连接NDIR传感器的进气口，NDIR传感器的出气口管道连接气泵进气口，气泵出气口管道连接排气口，以上器件组成采样测量气路；零气罐管道连接电磁气阀2，电磁气阀2管道连接可调流量计进气口，可调流量计出气口管道连接NDIR传感器的进气口，NDIR传感器的出气口管道连接气泵进气口，气泵出气口管道连接排气口，以上器件组成零气测量气路；标气罐管道连接电磁气阀3，电磁气阀3管道连接可调流量计进气口，可调流量计出气口管道连接NDIR传感器的进气口，NDIR传感器的出气口管道连接气泵进气口，气泵出气口管道连接排气口，以上器件组成标气测量气路；三通阀、电磁气阀4、电磁气阀1、电磁气阀2、电磁气阀3和气泵电连接MCU最小系统，接受MCU最小系统指令工作；NDIR传感器、程序和数据储存模块、时钟模块、无线网络通讯模块和触摸屏电连接MCU最小系统，MCU最小系统接受NDIR传感器的测量数据，程序和数据储存模块储存MCU最小系统来电重启程序和测量数据，时钟模块给MCU最小系统提供时分秒数据，触摸屏显示MCU最小系统测量数据、下达指令，无线网络通讯模块连接上位机，传送测量数据。

本实用新型一种高浓度VOCs测量装置的工作原理简述：器件说明：三通阀是电控气阀，三通阀的外部是进气端in、出气端no和出气端nc,进气端in 与出气端no之间是常开气道，进气端in与出气端nc之间是常闭气道；三通阀不通电时，常开气道导通，常闭气道关闭；只有在三通阀线圈通电时，常闭气道导通，常开气道关闭。电磁气阀，也是电控气阀，只有一个气道，线圈不通电时气道关闭，线圈通电时，气道导通。可调流量计是手工设置气体流量器件，可以预先设置气体流量。三通阀、电磁气阀，都是电控器件。整体工作说明： NDIR传感器，需要定期标定零背景。校零过程，MCU最小系统控制电磁气阀 2打开，电磁气阀1和电磁气阀3关闭，零气进入除油过滤器后，用可调流量计标定零气流速，零气进入NDIR传感器的气室，预热1分钟后，NDIR传感器通过串口输出零，MCU最小系统在触摸屏上显示浓度等于零。标定过程，MCU 最小系统控制电磁气阀3打开，电磁气阀1和电磁气阀2关闭，标气进入可调流量计，用可调流量计标定标气流速，标气进入NDIR传感器的气室，预热1 分钟后，NDIR传感器通过串口输出标气浓度，MCU最小系统在触摸屏上显示标气浓度。测量过程，MCU最小系统控制电磁气阀1打开，电磁气阀3和电磁气阀2关闭，样气由采样探头进入，经过三通阀常开气道，经除油除水除雾霾过滤器过滤后进入可调流量计、NDIR传感器的气室，经过气泵，由排气口排出，预热1分钟后，MCU最小系统测量出VOCs浓度，与预设值相同。NDIR传感器通过串口输出浓度信号，MCU最小系统接受后，在触摸屏上显示VOCs浓度。反吹过程：由于采样探头长期吸入样气，MCU最小系统每天反吹一次，保持采样探头内部畅通；MCU最小系统关闭电磁气阀1，开启三通阀的常闭气道，开启电磁气阀4，定压的压缩空气经过除油过滤器、三通阀常闭气道，反吹采样探头1分钟，触摸屏显示反吹操作。

本实用新型的有益之处是，该装置断电时，能保存测量程序和数据；来电，系统自检后，继续工作。高浓度VOCs测量装置，还配备反吹气路、零气气路和标气气路，MCU最小系统定时启动反吹程序，消除探头内部阻塞；MCU 最小系统定时启动零气气路或标气气路，保持测量准确，确保该装置两年内不要或很少人工维护保养。

附图说明

图1一种高浓度VOCs测量装置的器件连接方框示意图。

图中：1、排气口，2、气泵，3、NDIR传感器，4、MCU最小系统，5、时钟模块，6、程序和数据储存模块，7、无线网络通讯模块，8、触摸屏，9、直流电源，10、可调流量计，11、活性炭过滤器，12、电磁气阀1，13、电磁气阀2，14、电磁气阀3，15、除油除水除雾霾过滤器，16、零气罐，17、标气罐，18、三通阀，19、除油过滤器，20、电磁气阀4，21、空气压缩机， 22、采样探头。

具体实施方式

以XHX-VOCs CEMS系统雾霾颗粒流浓度测量系统,为实施例说明如下：XHX-VOCsCEMS系统雾霾颗粒流浓度测量系统，选用NDIR传感器。 NDIR传感器，用异丁烯i-C 4H 8作为NDIR传感器的标定物。要用 LARK-1HR i-C4H8传感器检测各种VOC气体的浓度，还需要知道对应VOCs 气体对i-C 4H 8的交叉灵敏度。LARK-1HR i-C4H8生产商提供了多种 VOC气体的交叉响应和交叉灵敏度，供有需要者使用。测量高VOCs浓度，选择NDIR传感器LARK-1HRi-C4H8(高分辨率异丁烯)，比较实用。NDIR传感器LARK-1HR i-C4H8的预处理是过滤过程。选择除油除灰尘的高分子过滤芯和采用气泵抽气测量，就可以安全使用。使用NDIR传感器的高浓度VOCs测量装置，需要定期标定零背景。校零过程，MCU最小系统每天一次，控制电磁气阀2打开，电磁气阀1和电磁气阀3关闭，零气进入除油过滤器后，用可调流量计标定零气流速，零气进入NDIR传感器的气室，预热1分钟后，NDIR传感器通过串口输出零，MCU最小系统在触摸屏上显示浓度等于零。标定过程， MCU最小系统每天一次，控制电磁气阀3打开，电磁气阀1和电磁气阀2关闭，标气进入可调流量计，用可调流量计标定标气流速，标气进入NDIR传感器的气室，预热1分钟后，NDIR传感器通过串口输出标气浓度，MCU最小系统在触摸屏上显示标气浓度，并且与设定值对比无误。周期测量过程，MCU最小系统每十分钟，启动气泵，打开控制电磁气阀1，电磁气阀3和电磁气阀2关闭，样气由采样探头进入，经过三通阀常开气道，经除油除水除雾霾过滤器过滤后进入可调流量计、NDIR传感器的气室，经过气泵，由排气口排出，预热1分钟后，MCU最小系统测量出VOCs浓度，在触摸屏显示浓度，并且上传上位机。反吹过程：由于采样探头长期吸入样气，MCU最小系统定时每天一次反吹，保持采样探头内部畅通；MCU最小系统关闭电磁气阀1，开启三通阀的常闭气道，开启电磁气阀4，定压的压缩空气经过除油过滤器、三通阀常闭气道，反吹采样探头1分钟，触摸屏显示反吹操作。

本实用新型的有益之处是，该装置断电时，能保存测量程序和数据；来电后，系统自检后，继续工作。高浓度VOCs测量装置，还配备反吹气路、零气气路和标气气路，MCU最小系统定时启动反吹程序，消除探头内部阻塞； MCU最小系统定时启动零气气路或标气气路，保持测量准确，确保该装置两年内不要或很少人工维护保养。

Claims

1.一种高浓度VOCs 测量装置，其特征是，该装置器件包括排气口、气泵、NDIR传感器，MCU最小系统、时钟模块、程序和数据储存模块、无线网络通讯模块、触摸屏、直流电源、可调流量计、活性炭过滤器、电磁气阀1、电磁气阀2、电磁气阀3、除油除水除雾霾过滤器、零气罐、标气罐、三通阀、除油过滤器、电磁气阀4、空气压缩机和采样探头；其中，空气压缩机出气口管道连接电磁气阀4，电磁气阀4管道连接除油过滤器，除油过滤器管道连接三通阀的常闭气道，三通阀的常闭气道管道连接采样探头出气口，以上器件组成反吹气路；采样探头进气口管道连接三通阀的常开气道，三通阀的常开气道管道连接除油除水除雾霾过滤器，除油除水除雾霾过滤器管道连接电磁气阀1，电磁气阀1管道连接可调流量计进气口，可调流量计出气口管道连接NDIR传感器的进气口，NDIR传感器的出气口管道连接气泵进气口，气泵出气口管道连接排气口，以上器件组成采样测量气路；零气罐管道连接电磁气阀2，电磁气阀2管道连接可调流量计进气口，可调流量计出气口管道连接NDIR传感器的进气口，NDIR传感器的出气口管道连接气泵进气口，气泵出气口管道连接排气口，以上器件组成零气测量气路；标气罐管道连接电磁气阀3，电磁气阀3管道连接可调流量计进气口，可调流量计出气口管道连接NDIR传感器的进气口，NDIR传感器的出气口管道连接气泵进气口，气泵出气口管道连接排气口，以上器件组成标气测量气路；三通阀、电磁气阀4、电磁气阀1、电磁气阀2、电磁气阀3和气泵电连接MCU最小系统，接受MCU最小系统指令工作；NDIR传感器、程序和数据储存模块、时钟模块、无线网络通讯模块和触摸屏电连接MCU最小系统，MCU最小系统接受NDIR传感器的测量数据，程序和数据储存模块储存MCU最小系统来电重启程序和测量数据，时钟模块给MCU最小系统提供时分秒数据，触摸屏显示MCU最小系统测量数据、下达指令，无线网络通讯模块连接上位机，传送测量数据。