CN215066737U - 一种挥发性有机物分析仪加热进样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，包括上密封件和底座，所述上密封件正表面中心位置分别设置有压力监测气嘴一和压力监测气嘴二，所述进样气嘴设置在底座左侧中部，所述固定孔分别设置在底座正表面边侧四角处，所述出气嘴设置在底座右侧中心位置，所述出气嘴下方设置有电加热棒，所述出气嘴上方设置有铂电阻，所述混合气室设置在底座内部左侧，所述双向阻尼气室设置在底座内部右侧，所述混合气室与双向阻尼气室之间设置有限流孔，所述上密封件上还嵌有石墨密封垫，所述石墨密封垫设置在上密封件与底座之间。本实用新型实现了样品气进样和标准气进样的时间无缝衔接，可消除标准气进样时产生的正压，多余标准气体可通过进样口排除掉。

Description

一种挥发性有机物分析仪加热进样装置

技术领域

本实用新型属于加热进样装置技术领域，尤其涉及一种挥发性有机物分析仪加热进样装置。

背景技术

VOCs(volatile organic compounds)是在常温下，沸点50℃至260℃的各种有机化合物。在我国，VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全部有机化合物。

挥发性有机物(VOCs)是形成细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)等二次污染物的重要前体物，进而引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。随着我国工业化和城市化的快速发展以及能源消费的持续增长，以PM2.5和O3为特征的区域性复合型大气污染日益突出，区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多，严重制约社会经济的可持续发展，威胁人民群众身体健康。为了根本解决PM2.5、O3等污染问题，切实改善大气环境质量。国家积极推进其关键前体物VOCs的污染防治工作。

由于VOCs排放来源复杂、排放形式多样、物质种类繁多，政府监管部分与排污单位，针对VOCs的污染防治安装了大量的在线监测仪器。同时，针对VOCs带回实验室分析不具备时效性的问题，现场快速检测被越来越多的应用到VOCs的检测与监管方面。

针对VOCs的在线检测，参照HJ1013-2018《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》；VOCs的现场快速检测，参照HJ1012-2018环境空气和废气总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法。

现有技术的分析仪存在如下问题：

(1)VOCs现场分析仪，使用前后需要进行量程漂移的检测，样品气进样分析、标气进样分析无法实现时间无缝衔接。

(2)气体进样分析流路中的流量计不宜加热，流路有冷点，VOCs吸附干扰测量结果。

(3)VOCs现场分析仪采用隔膜泵抽取进样的方式，隔膜泵膜片振动带来的流量波动会降低测量结果的准确度。

(4)储存标准气体的钢瓶正压输出，直接连接到仪器时，输出气体与分析仪泵抽取的气体流量不完全一致，由此导致的压力变化影响气体分析仪的准确度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，包括上密封件和底座，所述上密封件与底座之间通过紧固螺栓连接，所述上密封件正表面中心位置分别设置有压力监测气嘴一和压力监测气嘴二，所述底座上包括进样气嘴、固定孔、电加热棒、出气嘴、铂电阻、标定气嘴，所述进样气嘴设置在底座左侧中部，所述进样气嘴上安装有烧结滤芯，所述固定孔的个数为多个，多个所述固定孔分别设置在底座正表面边侧四角处，所述电加热棒、出气嘴、铂电阻均设置在底座右侧，所述出气嘴设置在底座右侧中心位置，所述出气嘴下方设置有电加热棒，所述出气嘴上方设置有铂电阻，所述底座上方设置有标定气嘴，所述底座内部设置有混合气室、限流孔、双向阻尼气室，所述混合气室设置在底座内部左侧，所述双向阻尼气室设置在底座内部右侧，所述混合气室与双向阻尼气室之间设置有限流孔，所述上密封件上还嵌有石墨密封垫，所述石墨密封垫设置在上密封件与底座之间。

优选的，所述进样气嘴、标定气嘴通过中空结构的圆孔分别连接到混合气室内，所述出气嘴通过中空结构的圆孔连接到双向阻尼气室内。

优选的，所述上密封件与底座均采用金属结构制成。

优选的，所述压力监测气嘴一和压力监测气嘴二位置对应设置在限流孔的两侧，且压力监测气嘴一和压力监测气嘴二内部均与限流孔两侧连接。

优选的，所述压力检测气嘴一设置在压力检测气嘴二的左侧。

优选的，所述限流孔由四个形状大小完全相同的矩形槽组成。

优选的，所述压力监测气嘴一外部与差压传感器的正接口连接，所述压力监测气嘴二外部与差压传感器的负接口连接。

优选的，所述石墨密封垫包围在混合气室、限流孔、双向阻尼气室的外围。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)相比传统的气体分析仪加热进样装置，本实用新型实现了样品气进样和标准气进样的时间无缝衔接，可消除标准气进样时产生的正压，多余标准气体可通过进样口排除掉。

(2)本实用新型通过设置的压力监测气嘴一和压力监测气嘴二，可监测限流孔两端的压力差，进而反馈进样流量，精确计算出气体流量。

(3)本实用新型通过设置的电加热棒和铂电阻，可整体进行加热，有效减小了气体吸附，避免高浓度气体进样残留干扰测量结果。

(4)本实用新型设置的双向阻尼气室为金属结构，体积小，具有良好的缓解隔膜泵气流波动效果。

(5)本实用新型通过CPU调整泵的转速，从而实现了限流孔两侧压力差稳定，进一步实现恒流进样。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的底座内部结构示意图；

图3是本实用新型的石墨密封圈的俯视图；

图4是本实用新型的侧视图；

图5是本实用新型的俯视图；

图6是本实用新型的工作衔接原理图。

图中：

图中：1-进样气嘴；2-紧固螺栓；3-压力监测气嘴一；4-压力监测气嘴二；5-上密封件；6-固定孔；7-加热棒；8-出气嘴；9-铂电阻；10-底座；11-标定气嘴；12-烧结滤芯；13-混合气室；14-限流孔；15-双向阻尼气室；16-石墨密封垫圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

实施例：

如附图1-5所示，本实用新型提供一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，包括上密封件5和底座10，所述上密封件5与底座10均采用金属结构制成，整体结构可以耐受400℃的高温，所述上密封件5与底座10之间通过紧固螺栓2连接，所述上密封件5正表面中心位置分别设置有压力监测气嘴一3和压力监测气嘴二4，所述压力监测气嘴一3和压力监测气嘴二4位置对应设置在限流孔14的两侧，所述压力检测气嘴一3设置在压力检测气嘴二4的左侧，且压力监测气嘴一3和压力监测气嘴二4内部均与限流孔14两侧连接，所述底座10上包括进样气嘴1、固定孔6、电加热棒7、出气嘴8、铂电阻9、标定气嘴11，所述进样气嘴1设置在底座10左侧中部，所述进样气嘴1上安装有烧结滤芯12，所述固定孔6的个数为多个，多个所述固定孔6分别设置在底座1正表面边侧四角处，所述电加热棒7、出气嘴8、铂电阻9均设置在底座10右侧，所述出气嘴8设置在底座10右侧中心位置，所述出气嘴8下方设置有电加热棒7，所述出气嘴8上方设置有铂电阻9，所述底座10上方设置有标定气嘴11，所述底座10内部设置有混合气室13、限流孔14、双向阻尼气室15，所述混合气室13设置在底座10内部左侧，所述双向阻尼气室15设置在底座10内部右侧，所述混合气室13与双向阻尼气室15之间设置有限流孔14，所述限流孔14由四个形状大小完全相同的矩形槽组成，所述进样气嘴1、标定气嘴11通过中空结构的圆孔分别连接到混合气室13内，所述出气嘴8通过中空结构的圆孔连接到双向阻尼气室15内，

具体的，所述上密封件5上还嵌有石墨密封垫16，所述石墨密封垫16设置在上密封件5与底座10之间，所述石墨密封垫16包围在混合气室13、限流孔14、双向阻尼气室15的外围。

具体的，所述压力监测气嘴一3外部与差压传感器的正接口连接，所述压力监测气嘴二4外部与差压传感器的负接口连接。

工作原理：如附图6所示，将压力监测气嘴一3外部与差压传感器的正接口连接，所述压力监测气嘴二4外部与差压传感器的负接口连接，利用体积流量公式：

Qv＝CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β4)/ρ1)

其中：C-流出系数；ε-可膨胀系数；Α-节流件开孔截面积；ΔP-节流装置输出的差压；β-直径比；ρ1-被测流体在I-I处的密度；Qv-体积流量；可精确计算出气体流量，并且在监测过程中，通过CPU通过调整泵的转速，实现限流孔14两侧压力差稳定，进一步实现恒流进样，能够使监测更加精准；

通过CPU调整泵的转速，从而实现了限流孔14两侧压力差稳定，进一步实现恒流进样；通过CPU主板控制电加热棒7和铂电阻9，可整体对加热进样装置进行加热，有效减小了气体吸附，避免高浓度气体进样残留干扰测量结果；且通过将双向阻尼气室15设置为金属结构，能够很好的缓解隔膜泵气流波动效果。

利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，包括上密封件(5)和底座(10)，其特征在于，所述上密封件(5)与底座(10)之间通过紧固螺栓(2)连接，所述上密封件(5)正表面中心位置分别设置有压力监测气嘴一(3)和压力监测气嘴二(4)，所述底座(10)上包括进样气嘴(1)、固定孔(6)、电加热棒(7)、出气嘴(8)、铂电阻(9)、标定气嘴(11)，所述进样气嘴(1)设置在底座(10)左侧中部，所述进样气嘴(1)上安装有烧结滤芯(12)，所述固定孔(6)的个数为多个，多个所述固定孔(6)分别设置在底座(10)正表面边侧四角处，所述电加热棒(7)、出气嘴(8)、铂电阻(9)均设置在底座(10)右侧，所述出气嘴(8)设置在底座(10)右侧中心位置，所述出气嘴(8)下方设置有电加热棒(7)，所述出气嘴(8)上方设置有铂电阻(9)，所述底座(10)上方设置有标定气嘴(11)，所述底座(10)内部设置有混合气室(13)、限流孔(14)、双向阻尼气室(15)，所述混合气室(13)设置在底座(10)内部左侧，所述双向阻尼气室(15)设置在底座(10)内部右侧，所述混合气室(13)与双向阻尼气室(15)之间设置有限流孔(14)，所述上密封件(5)上还嵌有石墨密封垫(16)，所述石墨密封垫(16)设置在上密封件(5)与底座(10)之间。

2.如权利要求1所述的一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，其特征在于，所述进样气嘴(1)、标定气嘴(11)通过中空结构的圆孔分别连接到混合气室(13)内，所述出气嘴(8)通过中空结构的圆孔连接到双向阻尼气室(15)内。

3.如权利要求1所述的一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，其特征在于，所述上密封件(5)与底座(10)均采用金属结构制成。

4.如权利要求1所述的一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，其特征在于，所述压力监测气嘴一(3)和压力监测气嘴二(4)位置对应设置在限流孔(14)的两侧，且压力监测气嘴一(3)和压力监测气嘴二(4)内部均与限流孔(14)两侧连接。

5.如权利要求4所述的一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，其特征在于，所述压力监测气嘴一(3)设置在压力监测气嘴二(4)的左侧。

6.如权利要求1所述的一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，其特征在于，所述限流孔(14)由四个形状大小完全相同的矩形槽组成。

7.如权利要求1所述的一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，其特征在于，所述压力监测气嘴一(3)外部与差压传感器的正接口连接，所述压力监测气嘴二(4)外部与差压传感器的负接口连接。

8.如权利要求1所述的一种挥发性有机物分析仪加热进样装置，其特征在于，所述石墨密封垫(16)包围在混合气室(13)、限流孔(14)、双向阻尼气室(15)的外围。

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