CN212301497U - 一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，属于环境大气监测技术领域。该预富集+PID监测空气中VOCs的装置，包括预富集系统和PID监测系统，在预富集系统中设置预处理单元和预富集单元，在PID监测系统中设置PID检测单元，通过将厂界环境空气通入预富集单元集中捕集欲测定的痕量物质，提高浓度，再通过加热的方式使之集中释放出来，再经由预处理单元对厂界环境空气进行吸附和除湿后通入预富集单元将预富集单元中的气体吹扫到PID检测单元进行检测分析，从而使预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法具有了在VOCs环境浓度不变的情况下,提高传感器对VOCs物质的响应的效果。

Description

一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置

技术领域

本实用新型涉及环境大气监测技术领域，具体而言，涉及一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置。

背景技术

挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)是一类重要的气态污染物，它通常指常压下沸点在50～260℃，室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的有机化合物。VOCs作为重要的气态污染物，对大气环境和人体健康都有显著影响。

但是在无组织排放的厂界环境空气中，VOCs的含量往往很低，大多数传感器对低浓度VOCs的响应很小,无法应用于实际生活中。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，通过增加预富集单元来弥补传感器本身的不足,即在气体进入传感器测试腔之前,先将其浓缩富集,然后改变条件,使VOCs从快速脱附,从而可以提高检测物的浓度,在VOCs环境浓度不变的情况下,提高传感器对VOCs物质的响应解决了现有的传感器存在对低浓度VOCs响应小的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，包括预富集系统、PID监测系统、气泵和控制器。

所述预富集系统包括第一管道、预处理单元、第一电磁阀、第一三通管、预富集单元、第三三通管、第五电磁阀和第五三通管，所述第一管道从左至右依次贯通连接所述第一管道、所述预处理单元、所述第一电磁阀、所述第一三通管、所述预富集单元、所述第三三通管、所述第五电磁阀和所述第五三通管并与气泵连通，所述预处理单元内部分别设置有吸附元件和干燥元件，所述吸附元件设置于所述干燥元件的一侧，所述预富集单元包括加热部件和吸附部件，所述加热部件设置于所述吸附部件的一侧；

所述PID监测系统包括第二电磁阀、第二三通管、第三电磁阀、第四三通管、第四电磁阀、PID检测单元、第二管道、第三管道和第四管道，所述第二管道从左至有依次贯通连接所述第二电磁阀、所述第二三通管、所述第三电磁阀、所述第四三通管和所述第四电磁阀和所述PID检测单元，并与所述第五三通管的一端连通，所述第三管道的一端与所述第一三通管的一端连通，所述第三管道的另一端与第二三通管的一端连通，所述第四管道的一端与所述第三三通管的一端连通，所述第四管道的另一端与所述第四三通管的一端连通；

所述控制器分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述PID检测单元、所述气泵和所述加热部件通信连接。

在本实用新型的一种实施例中，所述预富集单元为吸附管或MEMS微富集器中任一种。

在本实用新型的一种实施例中，所述吸附元件为装载活性炭吸附物质的管件，用于吸附空气中的VOCs，所述干燥元件为nafion管件或装载分子筛的管件中任一种，所述干燥元件用于吸收空气中的水分。

在本实用新型的一种实施例中，所述吸附部件用于吸附空气中VOCs，所述加热部件用于加热所述吸附部件使所述吸附部件中吸附的VOCs释放出来。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，通过设置预富集系统和PID监测系统，在预富集系统中设置预处理单元和预富集单元，在PID监测系统中设置PID检测单元，通过将厂界环境空气通入预富集单元集中捕集欲测定的痕量物质，提高浓度，再通过加热的方式使之集中释放出来，再经由预处理单元对厂界环境空气进行吸附和除湿后通入预富集单元将预富集单元中的气体吹扫到PID检测单元进行检测分析，从而使预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法具有了在VOCs环境浓度不变的情况下,提高传感器对VOCs物质的响应的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例公开的预富集+PID监测空气中VOCs的装置结构示意图；

图2为本发明实施例公开的预处理单元结构示意图；

图3为本发明实施例公开的预富集单元结构示意图；

图4本发明实施例公开的预富集+PID监测空气中VOCs的装置通信流程框图。

图中：1-预富集系统；101-第一管道；102-预处理单元；10201-吸附元件；10202-干燥元件；103-第一电磁阀；104-第一三通管；105-预富集单元；10501-加热部件；10502-吸附部件；106-第三三通管；107-第五电磁阀；108-第五三通管；2-PID监测系统；201-第二电磁阀；202-第二三通管；203-第三电磁阀；204-第四三通管；205-第四电磁阀；206-PID检测单元；207-第二管道；208-第三管道；209-第四管道；3-气泵；4-控制器。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，包括预富集系统1、PID监测系统2、气泵3和控制器4。

请参阅图1-4，预富集系统1包括第一管道101、预处理单元102、第一电磁阀103、第一三通管104、预富集单元105、第三三通管106、第五电磁阀107和第五三通管108，第一管道101从左至右依次贯通连接第一管道101、预处理单元102、第一电磁阀103、第一三通管104、预富集单元105、第三三通管106、第五电磁阀107和第五三通管108并与气泵3连通，预处理单元102内部分别设置有吸附元件10201和干燥元件10202，吸附元件10201设置于干燥元件10202的一侧，用于吸附空气中的VOCs，干燥元件10202为nafion管件或装载分子筛的管件中任一种，干燥元件10202用于吸收空气中的水分，预富集单元105包括加热部件10501和吸附部件10502，加热部件10501设置于吸附部件10502的一侧，预富集单元105为吸附管或MEMS微富集器中任一种，吸附部件10502用于吸附空气中VOCs，加热部件10501用于加热吸附部件10502使吸附部件10502中吸附的VOCs释放出来，PID监测系统2，PID监测系统2包括第二电磁阀201、第二三通管202、第三电磁阀203、第四三通管204、第四电磁阀205、PID检测单元206、第二管道207、第三管道208和第四管道209，第二管道207从左至有依次贯通连接第二电磁阀201、第二三通管202、第三电磁阀203、第四三通管204和第四电磁阀205和PID检测单元206，并与第五三通管108的一端连通，第三管道208的一端与第一三通管104的一端连通，第三管道208的另一端与第二三通管202的一端连通，第四管道209的一端与第三三通管106的一端连通，第四管道209的另一端与第四三通管204的一端连通，控制器4，控制器4分别与第一电磁阀103、第二电磁阀201、第三电磁阀203、第四电磁阀205、第五电磁阀107、PID检测单元206、气泵3和加热部件10501通信连接，通过设置预富集系统1和PID监测系统2，在预富集系统1中设置预处理单元102和预富集单元105，在PID监测系统2中设置PID检测单元206，通过将厂界环境空气通入预富集单元105集中捕集欲测定的痕量物质，提高浓度，再通过加热的方式使之集中释放出来，再经由预处理单元102对厂界环境空气进行吸附和除湿后通入预富集单元105将预富集单元105中的气体吹扫到PID检测单元206进行检测分析，从而使预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法具有了在VOCs环境浓度不变的情况下,提高传感器对VOCs物质的响应的效果。

实施例1，一种预富集+PID监测空气中VOCs装置的操作步骤:

S1，吸附模式，操作控制器4启动气泵3，第二电磁阀201、第五电磁阀107开启，第一电磁阀103、第三电磁阀203、第四电磁阀205关闭，在气泵3的抽吸下，厂界环境空气由第二管道207进入，依次通过第二电磁阀201、第一三通管104进入预富集单元105，待分析的VOCs物质在预富集单元105中富集；

S2，脱附模式，操作控制器4关闭气泵3和第一电磁阀103、第二电磁阀201、第三电磁阀203、第四电磁阀205和第五电磁阀107关闭，预富集单元105加热部件10501启动，使吸附的VOCs物质充分脱附；

S3，分析模式，操作控制器4启动气泵3，第一电磁阀103、第四电磁阀205开启，第二电磁阀201、第三电磁阀203、第五电磁阀107关闭，在气泵3的抽吸下，厂界环境空气由第一管道101进入，依次通过预处理单元102、第一电磁阀103、预富集单元105、第三三通管106、第四三通管204和第四电磁阀205进入PID检测单元206，将预富集单元105中的脱附的VOCs物质通入PID检测单元206中分析，得到分析数据；

S4，清洗模式，操作控制器4启动气泵3，第一电磁阀103、第五电磁阀107开启，第二电磁阀201、第三电磁阀203、第四电磁阀205关闭，在气泵3的抽吸下，厂界环境空气由第一管道101进入，依次通过预处理单元102、第一电磁阀103、第一三通管104、预富集单元105、第三三通管106、第五电磁阀107和第五三通管108，空气吹扫预富集单元105，便于进入下一监测周期；

S5，循环，重复上述步骤S1-S4。

实施例2，一种预富集+PID监测空气中VOCs装置的维护和校准步骤:

Sa，基线模式，操作控制器4启动气泵3，第一电磁阀103、第三电磁阀203、第五电磁阀107开启，第二电磁阀201、第四电磁阀205关闭，厂界环境空气由第一管道101进入，依次通过预处理单元102、第一电磁阀103、第一三通管104、预富集单元105、第三三通管106、第五电磁阀107和第五三通管108，经过预处理单元102除去其中的VOCs组分及水分，控制器4获取PID检测单元206在除烃空气中的检测电信号，用于将来监测时进行数据比对；

Sb，校准模式，将已知浓度的苯校准气体经由第二管道207导入，重复步骤S1-S4，将校准气体的浓度折合成碳，将分析得到的数据写入PID检测单元206，实现VOCs的校准。

具体的，该一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置的工作原理：操作控制器4启动气泵3，第二电磁阀201、第五电磁阀107开启，第一电磁阀103、第三电磁阀203、第四电磁阀205关闭，在气泵3的抽吸下，厂界环境空气由第二管道207进入，依次通过第二电磁阀201、第一三通管104进入预富集单元105，待分析的VOCs物质在预富集单元105中富集，操作控制器4关闭气泵3和第一电磁阀103、第二电磁阀201、第三电磁阀203、第四电磁阀205和第五电磁阀107关闭，预富集单元105加热部件10501启动，使吸附的VOCs物质充分脱附，操作控制器4启动气泵3，第一电磁阀103、第四电磁阀205开启，第二电磁阀201、第三电磁阀203、第五电磁阀107关闭，在气泵3的抽吸下，厂界环境空气由第一管道101进入，依次通过预处理单元102、第一电磁阀103、预富集单元105、第三三通管106、第四三通管204和第四电磁阀205进入PID检测单元206，将预富集单元105中的脱附的VOCs物质通入PID检测单元206中分析得到分析数据，从而使预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法具有了在VOCs环境浓度不变的情况下,提高传感器对VOCs物质的响应的效果。

需要说明的是，控制器4、第一电磁阀103、第二电磁阀201、第三电磁阀203、第四电磁阀205、第五电磁阀107、PID检测单元206、气泵3和加热部件10501具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

控制器4、第一电磁阀103、第二电磁阀201、第三电磁阀203、第四电磁阀205、第五电磁阀107、PID检测单元206、气泵3和加热部件10501的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，其特征在于，包括，

预富集系统(1)，所述预富集系统(1)包括第一管道(101)、预处理单元(102)、第一电磁阀(103)、第一三通管(104)、预富集单元(105)、第三三通管(106)、第五电磁阀(107)和第五三通管(108)，所述第一管道(101)从左至右依次贯通连接所述第一管道(101)、所述预处理单元(102)、所述第一电磁阀(103)、所述第一三通管(104)、所述预富集单元(105)、所述第三三通管(106)、所述第五电磁阀(107)和所述第五三通管(108)并与气泵(3)连通，所述预处理单元(102)内部分别设置有吸附元件(10201)和干燥元件(10202)，所述吸附元件(10201)设置于所述干燥元件(10202)的一侧，所述预富集单元(105)包括加热部件(10501)和吸附部件(10502)，所述加热部件(10501)设置于所述吸附部件(10502)的一侧；

PID监测系统(2)，所述PID监测系统(2)包括第二电磁阀(201)、第二三通管(202)、第三电磁阀(203)、第四三通管(204)、第四电磁阀(205)、PID检测单元(206)、第二管道(207)、第三管道(208)和第四管道(209)，所述第二管道(207)从左至有依次贯通连接所述第二电磁阀(201)、所述第二三通管(202)、所述第三电磁阀(203)、所述第四三通管(204)和所述第四电磁阀(205)和所述PID检测单元(206)，并与所述第五三通管(108)的一端连通，所述第三管道(208)的一端与所述第一三通管(104)的一端连通，所述第三管道(208)的另一端与第二三通管(202)的一端连通，所述第四管道(209)的一端与所述第三三通管(106)的一端连通，所述第四管道(209)的另一端与所述第四三通管(204)的一端连通；

控制器(4)，所述控制器(4)分别与所述第一电磁阀(103)、所述第二电磁阀(201)、所述第三电磁阀(203)、所述第四电磁阀(205)、所述第五电磁阀(107)、所述PID检测单元(206)、所述气泵(3)和所述加热部件(10501)通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，其特征在于，所述预富集单元(105)为吸附管或MEMS微富集器中任一种。

3.根据权利要求1所述的一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，其特征在于，所述吸附元件(10201)为装载活性炭吸附物质的管件，用于吸附空气中的VOCs，所述干燥元件(10202)为nafion管件或装载分子筛的管件中任一种，所述干燥元件(10202)用于吸收空气中的水分。

4.根据权利要求1所述的一种预富集+PID监测空气中VOCs的装置，其特征在于，所述吸附部件(10502)用于吸附空气中VOCs，所述加热部件(10501)用于加热所述吸附部件(10502)使所述吸附部件(10502)中吸附的VOCs释放出来。

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