CN212483451U - 一种便携VOCs超标自动留样系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种便携VOCs超标自动留样系统，具体指一种实现工业园区户外安装、无需外接市电、无人值守、自我触发采样的便携VOCs超标自动留样系统，涉及环境空气VOCs监测技术领域。本实用新型由VOCs监测单元1、采样单元2、控制单元3、通讯单元4以及供电模块5连接构成。所述VOCs监测单元1与控制单元3以电路方式和电信号方式连接。所述控制单元3、与供电模块5以电路方式连接。所述通讯单元4与控制单元3以电路方式和电信号方式连接。所述采样单元2由样品过滤器、流量控制器、采样罐以管路方式连接构成。有益效果：整系统功耗小，结构简单，运行稳定。无需外接市电和外接分析仪信号输出，无人值守完成触发自动采样。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境空气VOCs监测技术领域，具体指一种实现工业园区户外安装、无需外接市电、无人值守、自我触发采样的便携VOCs超标自动留样系统。
背景技术
VOCs具有相对较强的活性，部分VOCs本身具有毒性，属于一次污染物；同时VOCs也能在大气中参与各类光化学反应，产生二次污染。其中，工业园区的VOCs综合治理是我国实现VOCs减排的主战场。
与城市或环境空气质量背景点相比，工业园区VOCs的管控更注重对无组织排放VOCs 的监控。大部分的无组织排放持续时间短，峰值浓度高，环境空气VOCs组成和浓度变化迅速。在线的恶臭分析仪、VOCs报警仪、非甲烷总烃监测仪对成分的定性定量能力不足，而在线GC-MASS和在线GC时间分辨率弱，分析循环时间多达30分钟、一小时。超标自动留样系统能保证及时采集样品，根据分析需求做后续分析，在工业园区VOCs污染成因分析、污染溯源上起重要作用。因此，如何实现快速响应环境空气VOCs的超标情况并自动触发采样，采样样品与环境空气样品保持一致，无人值守，不受外接电源限制，易于携带方便安装使用，是VOCs超标自动留样系统的核心要求。
目前大部分的VOCs超标自动留样系统为室内型，存在以下缺点：
1)VOCs超标自动留样系统经过大气采样总管留样，流经管路体积大，VOCs容易吸附在大气采样总管和支路管壁上导致VOCs的损失。
2)大多需外接电源，站房跳闸停电或其他给留样系统供电出现故障时可能错失环境空气出现污染需采样的时间段。
3)大多采用与站房工控机通讯，由工控机上的数采软件完成仪器工作状态信息、采样状态信息的采集，留样系统自身无法第一时间将信息发送给用户。
4)控制单元多采用windows操作系统，对硬件要求高，操作复杂，程序繁琐，还存在死机和软件崩溃的危险。长期运行不够稳定。
5)采用19英寸机柜安装方式或立式方式，体积庞大且重，不便移动。
6)需要外接信号触发采样，信号来自VOCs在线连续监测系统、甲烷/非甲烷总烃分析仪、VOCs报警仪等监测设备或来自工控机。
此外，还有户外型存在如下缺点：
1)外接电源，市电供电出现故障可能错失环境空气出现污染需采样的时间段，且附近无市电可接或拉电的后续多要求高都限值了此类超标自动留样系统的使用。少数采用蓄电池供电的超标自动留样系统采用蓄电池供电，因电池容量限值无法满足长时间的连续运行，而工业园区出现VOCs超标的时间点是不确定的需要超标自动留样系统长时间待机。
2)不带VOCs监测单元，超标自动留样需要外接附近的VOCs在线连续监测系统、甲烷/非甲烷总烃分析仪、VOCs报警仪等设备信号输出或由平台远程控制实现。前一种方式限制了超标自动留样系统的使用点位范围；由平台远程控制实现的方式因平台数据来源的点位与拟采样的点位的差异，出现超标情况不能保证一致。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足。提出一种便携VOCs超标自动留样系统。
基于实现快速响应环境空气VOCs的超标情况并自动触发采样，采样样品与环境空气样品保持一致，无人值守，不受外接电源限制，易于携带方便安装使用要求。
本实用新型的解决思路
将太阳能供电模块与VOCs监测单元、采样单元结合在一起，以达到同时实现1)室外安装保证留样样品的完整度；2)无需外接供电持续工作；3)操作简单易行；4)自带VOCs监测单元能根据设定限值触发采样；5)方便便携，重量在6Kg以内，能根据使用需求方便携带至更多的工况复杂点位的使用。
本实用新型的技术方案：
一种便携VOCs超标留样系统，由VOCs监测单元、采样单元、控制单元、通讯单元以及供电模块连接构成。
1)VOCs监测单元主体选用10.6eV光离子化传感器(PID)，对苯系物、烯烃等工业园区常见污染物有良好灵敏度，能有效响应VOCs超标的情况同时因为PID传感器测VOC 不需要辅助气源，保障了整个监测单元体积小和重量轻。
2)采样单元包括样品过滤器、流量控制器、采样罐。过滤器采用5um微孔烧结材料；流量控制器限流通过红宝石限流孔完成，根据罐采样时间要求可选配装有不通规格限流孔的流量控制器。采样罐使用单只3.2L苏玛罐。
3)控制单元由可编程逻辑控制器PLC、电磁阀、压力传感器组成。所述PLC出厂前根据选用的DTU4G透传模块通讯协议及动作控制要求，完成软件开发并写入PLC，完成与通讯单元的联系和压力传感器的数据采集以及电磁阀的控制。所有动作自动完成，无需操作，运行稳定性高。
4)通讯单元采用DTU4G透传模块，实现超标自动留样系统联网和提示信息发送功能。
5)供电模块包括太阳能电池板、太阳能电源控制器、磷酸铁锂蓄电池连接构成，保证了系统自给供电。
如上所述，本实用新型有益效果：
1)室外安装使用，直接采集环境空气，避免室内安装因为管线加长以及通过大气采样总管等附件而造成不必要的管路吸附VOCs损失。
2)整系统功耗小，太阳能电池板+蓄电池给整个系统供电，无需外接市电。
3)结构简单，无人值守，运行稳定。
4)系统的VOCs监测单元能监测TVOC浓度，无需外接分析仪信号输出，能自动完成触发采样。
附图说明
图1为本实用新型一种便携VOCs超标自动留样系统连接框图；
图2为本实用新型实施例采样单元连接示意图；
图3为本实用新型实施例控制单元连接示意图；
图4为本实用新型实施例通讯单元连接示意图；
图5为本实用新型实施例供电模块连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述
本实用新型一种便携VOCs超标留样系统(如附图1所示)，由VOCs监测单元1、采样单元2、控制单元3、通讯单元4以及供电模块5连接构成。
进一步，
所述VOCs监测单元1与控制单元3以电路方式和电信号方式连接；其中，监测单元的供电是通过控制单元连接。
所述控制单元3、与供电模块5以电路方式连接。
所述通讯单元4与控制单元3以电路方式和电信号方式连接。其中，通讯单元的供电是由控制单元连接。
所述VOCs监测单元1主体为10.6eV光离子化传感器PID。
所述采样单元2包括样品过滤器、流量控制器、采样罐以管路方式连接。
所述控制单元3由可编程逻辑控制器PLC、电磁阀、压力传感器组成。
所述通讯单元4由DTU 4G透传模块与PLC连接。
所述供电模块5包括太阳能电池板、太阳能电源控制器、磷酸铁锂蓄电池组成。
进一步，所述采样单元2中所有的气路管路和接头、采样罐内表面均采用Silonite涂层工艺惰性处理；采样系统上安装的采样罐需事先根据HJ 759-2015规范要求进行清洗并抽真空。
所述过滤器采用5um微孔烧结材料；采样罐使用单只3.2L苏玛罐；流量控制器通过红宝石限流孔，根据采样时间要求可选用不通规格的限流孔，实现不同持续采样时间。
进一步，太阳能板输出接太阳能电源控制器，蓄电池连接太阳能电源控制器(如附图5 所示)。
所述控制单元3PLC模块分别与VOCs监测单元1，电磁阀，压力传感器及通讯模块4的DTU 4G透传模块连接(如附图3所示)。
其中，所述气路部分，样品过滤器经流量控制器经电磁阀经三通(三通分路接压力变送器)连接至苏玛罐(如附图2所示)。
系统工作方式：
采样：当VOCs监测单元1(PID光离子化检测器)监测到TVOC超过浓度限值，控制单元3打开电磁阀，因为苏玛罐处于负压状态，环境空气经过过滤器、限流装置以恒定流速进入苏玛罐直至罐内压力达到常压。控制单元3关闭电磁阀，DTU 4G透传模块(短信猫)发出提示给用户要求收集采集完的样品并更换一只已在实验室清洗并抽真空的苏玛罐。
综上所述，本实用新型有益效果：
1)室外安装使用，直接采集环境空气，避免室内安装因为管线加长以及通过大气采样总管等附件而造成不必要的管路吸附VOCs损失
2)整系统功耗小，太阳能电池板+蓄电池给整个系统供电，无需外接市电
3)结构简单，无人值守，运行稳定。
4)系统的VOCs监测单元能监测TVOC浓度，无需外接分析仪信号输出，能自动完成触发采样。
Claims (7)
1.一种便携VOCs超标自动留样系统，其特征在于，由VOCs监测单元(1)、采样单元(2)、控制单元(3)、通讯单元(4)以及供电模块(5)连接构成；
其中，
所述VOCs监测单元(1)与控制单元(3)以电路方式和电信号方式连接；
所述控制单元(3)、与供电模块(5)以电路方式连接；
所述通讯单元(4)与控制单元(3)以电路方式和电信号方式连接；
所述采样单元(2)由样品过滤器、流量控制器、采样罐以管路方式连接。
2.如权利要求1所述的一种便携VOCs超标自动留样系统，其特征在于，所述VOCs监测单元(1)主体为10.6eV光离子化传感器PID。
3.如权利要求1所述的一种便携VOCs超标自动留样系统，其特征在于，所述控制单元(3)由可编程逻辑控制器PLC、电磁阀、压力传感器连接组成。
4.如权利要求1所述的一种便携VOCs超标自动留样系统，其特征在于，所述通讯单元(4)由DTU 4G透传模块与PLC连接。
5.如权利要求1所述的一种便携VOCs超标自动留样系统，其特征在于，所述供电模块(5)由太阳能电池板、太阳能电源控制器、磷酸铁锂蓄电池连接组成。
6.如权利要求1所述的一种便携VOCs超标自动留样系统，其特征在于，所述采样单元(2)中所有的气路管路和接头、采样罐内表面均采用Silonite涂层工艺惰性处理；采样系统上安装的采样罐需先根据HJ 759-2015规范要求进行清洗并抽真空。
7.如权利要求1所述的一种便携VOCs超标自动留样系统，其特征在于，所述过滤器采用5um微孔烧结材料；采样罐使用单只3.2L苏玛罐；流量控制器通过限流孔，根据采样时间要求选用不同规格的限流孔，实现不同持续采样时间。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113984968A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-28 | 上海建科环境技术有限公司 | 一种工业园区大气VOCs溯源方法 |
| CN114355247A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-15 | 河北东讯科技有限公司 | 用于voc排放超标预警自动采样留样系统的断电报警装置 |
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2020
- 2020-03-31 CN CN202020455034.0U patent/CN212483451U/zh active Active
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