TWM497779U - 揮發性有機物監測採樣設備 - Google Patents

Description

揮發性有機物監測採樣設備

本創作係關於一種採樣系統，特別是關於一種揮發性有機物監測採樣設備。

常見的揮發性有機物(Volatile Organic Compounds, VOCs)按其化學結構的不同，可以進一步分為八類：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他。VOCs的主要來源燃料燃燒廢氣、交通運輸產生的工業廢氣、汽車尾氣、光化學污染、石油產品、化學溶劑等。其無色且濃度淡時幾乎沒味道，濃度濃時和石油的臭味相似，須經過檢測後才能確定其成分。

台灣行政院環境保護署環署訂定總揮發性有機化合物 (TVOC)含量為少於0.56ppm。此ppm級的標準相當微量，很難立即發現VOCs外洩的正確來源地點。當發生VOCs外洩的情形時，往往在稽查人員趕到現場時，臭味已經變淡或消散，現場已無發現污染或異味情事，而無法找到正確的外洩地點來採集VOCs。環保單位在調查外洩狀況時很難採集到目標氣體，更難以確定是否為VOCs，會造成檢測處理進行得不順利，而無法提交調查報告，無法讓民眾得到滿意之處理回覆。

而且，為釐清污染來源，目前的技術為檢測人員至現場以不銹鋼採樣筒進行採樣，並架設簡易氣象站紀錄當時之氣象資料，再攜回實驗室以氣相層析質譜分析儀（GC-MS）進行分析，待分析完後才能判斷污染物種及可能來源。從採集至檢驗而得到報告所需的時程難以控制在短時間內完成，效率很低而使災民終日等待測試結果。

即使在環境保護署所訂定的排放標準、空氣污染物申報及相關罰則之施行下，仍有不肖業者為規避自身之環境保護責任，於夜間將未經處理之空氣污染物逕行由管道排放，導致附近居民聞到陣陣之異味，而向勤務指揮中心提出陳情，當稽查人員獲報後必須要趕到現場才能進行採樣，效率低而難以立即精確地採集到外洩的VOCs。

因此，當VOCs外洩時，如何能夠在發生地正確且立即採集到VOCs，並且可獲知VOCs外洩當下的氣象資料是本領域亟欲解決之問題。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種揮發性有機物監測採樣設備，可在偵測出VOCs的濃度過高時立刻進行採樣，具有採樣準確、自動採樣且效率高的功效。

根據本創作人研究的結果，發現一種揮發性有機物監測採樣設備可以達成上述之目的。即，本創作可提供一種至少包括偵測裝置、採樣裝置、通訊裝置以及控制單元之揮發性有機物監測採樣設備。偵測裝置用以偵測環境空氣中之揮發性有機物的濃度，並據以輸出濃度訊號。採樣裝置用以採集環境中的氣體。通訊裝置用以接收或發送訊息。控制單元與偵測裝置、採樣裝置及通訊裝置電性連接。在第一採樣模式中，控制單元接收濃度訊號，當濃度訊號滿足第一濃度值時，控制單元開啟採樣裝置以採集環境中的氣體。在第二採樣模式中，當控制單元藉由通訊裝置接收到採樣訊息時，控制單元開啟採樣裝置以採集環境中的氣體。

根據本創作之一實施例，在第一採樣模式中，若控制單元依據濃度訊號判斷出揮發性有機物的濃度已到達第二濃度值，則經由通訊裝置向遠端裝置發出通報訊息，其中第二濃度值小於第一濃度值。

根據本創作之一實施例，偵測裝置包括揮發性有機物(VOCs)偵測器。

根據本創作之一實施例，採樣裝置包括採樣管線、採樣器、及連接於採樣管線及採樣器之間的開關裝置，開關裝置係受控制單元控制以採集環境中的氣體並儲存於採樣器中。

根據本創作之一實施例，通訊裝置包括無線通訊裝置。

根據本創作之一實施例，無線通訊裝置為行動網路通訊裝置。

根據本創作之一實施例，更包括氣象量測單元，其係與控制單元電性耦接，用以輸出監測採樣設備所處環境之氣象資料，氣象量測單元包括從風向計、風速計、溫度計、溼度計及其組合中所選取之至少一種。

根據本創作之一實施例，控制單元係進一步記錄氣象資料，氣象資料包括從風向、風速、溫度、溼度及其組合中所選取之至少一種資料。

根據本創作之一實施例，更包括訊號數據轉換器，其係電性連接控制單元、偵測裝置及氣象量測單元，用以至少將濃度訊號或氣象資料轉換為數位資料以供控制單元處理。

根據本創作之一實施例，更包括顯示面板，其係與控制單元電性連接，用以基於至少數位資料以文字或圖像方式來呈現監測狀態。

根據本創作之一實施例，控制單元藉由通訊裝置向遠端裝置傳送出至少數位資料及監測狀態。

根據本創作之一實施例，更包括外殼，其中至少採樣裝置、偵測裝置及氣象量測單元之部分係自外殼之表面突出。

根據本創作之一實施例，外殼係具有可移動之箱體形狀。

有關本創作之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是用於參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用於說明並非是用於限制本創作。

圖1為顯示本創作之實施例的揮發性有機物監測採樣設備之示意圖。如圖1所示，揮發性有機物監測採樣設備10至少包括偵測裝置110、採樣裝置120、通訊裝置130以及控制單元140。偵測裝置110用以偵測環境空氣中之揮發性有機物的濃度，並據以輸出濃度訊號。採樣裝置120用以採集環境中的氣體。通訊裝置130用以無線或有線方式接收或發送訊息。控制單元140係與偵測裝置110、採樣裝置120及通訊裝置130電性連接。在本創作之另一實施例中，揮發性有機物監測採樣設備10更可包括氣象量測單元150，用以輸出監測採樣設備10所處環境之氣象資料。

此外，揮發性有機物監測採樣設備10至少包括第一採樣模式及第二採樣模式，以對環境空氣進行採樣。第一採樣模式是用以使揮發性有機物監測採樣設備10依據所偵測到的揮發性有機物的濃度來決定是否要對環境空氣進行採樣。例如，在第一採樣模式中，控制單元140接收濃度訊號，當濃度訊號滿足第一濃度值時，控制單元140開啟採樣裝置110以採集環境中的氣體；其中例如可以令偵測裝置110在所規定的時間間隔內進行偵測。第二採樣模式是用以使揮發性有機物監測採樣設備10能以遠端控制的方式來啟動採樣。例如，在第二採樣模式中，當控制單元140藉由通訊裝置130接收到採樣訊息時，控制單元140開啟採樣裝置110以採集環境中的氣體。例如圖2所示，遠端裝置90透過通訊網路80傳送出採樣訊息至揮發性有機物監測採樣設備10，採樣訊息可以任何一種電子訊息來實作，例如是簡訊或網際網路訊息。

在一實施例中，更可配置本創作之揮發性有機物監測採樣設備10，在第一採樣模式中，判斷揮發性有機物的濃度是否已達到第二濃度值，從而發出通報訊息。若控制單元140依據濃度訊號判斷出揮發性有機物的濃度已到達第二濃度值時，則經由通訊裝置130向遠端裝置90發出通報訊息。本實施可應用在偵測工作實務上，例如第二濃度值為稽核人員評估環境中的氣體濃度高達採樣警戒的濃度值(即警戒濃度值，H值)；第一濃度值為環境中的氣體濃度超過警戒濃度值持續升高達需要進行採的濃度值 (即採樣濃度值，HH值)，故其中第二濃度值(H值)小於第一濃度值(HH值)。本創作之揮發性有機物監測採樣設備10的作動模式可以其他模式呈現，並非限定於此。例如，在第一採樣模式中，亦可進一步在採樣結束後，發出代表採樣結束的通報訊息至遠端裝置90。又例如，在第二採樣模式中，亦可進一步依據一濃度值來判斷是否發出通報訊息至遠端裝置90。

基於上述揮發性有機物監測採樣設備10之架構，更可配置為各種能設置於現場以有效進行揮發性有機物之監測及採樣設備。揮發性有機物監測採樣設備10亦可實現為可搬動式、可移動式或甚至配置於載具(例如汽車)內，以便監測及採樣之進行。然而，本創作並不受限於此。以下將進一步舉例說明。

例如，在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中，偵測裝置110包括揮發性有機物(VOC)偵測器，例如，紅外線氣體偵測器、可攜式氣體偵測器、或固定式氣體偵測器。但偵測裝置的實現方式，並非限定於此。例如，亦可加設氣體分析儀。

例如，在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中，前述採樣裝置120包括採樣管線、採樣器、及連接於採樣管線及採樣器之間的開關裝置，開關裝置係受控制單元控制以採集環境中的氣體並儲存於採樣器中。另外，在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中可加設平台，用以供採樣器放置。開關裝置包括閥、泵等裝置，舉例來說，例如分別可利用電磁閥、真空泵將環境中的氣體抽進採樣器。但在本創作的實現方式，並非限定於此。採樣器可藉由電磁閥或真空泵預先抽真空，以便進行採樣。

例如，在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中，通訊裝置130包括無線通訊裝置，亦可包括有線通訊裝置。無線通訊裝置例如為能符合2G、3G或4G等各種行動網路通訊標準的通訊裝置。在本創作的實現方式，並非限定於此。例如通訊裝置亦可為符合無線區域網路、藍牙或其他通訊標準之通訊裝置。

例如，在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中，更可包括氣象量測單元150，氣象量測單元150包括從風向計、風速計、溫度計、溼度計及其組合中所選取之至少一種。氣象量測單元150與控制單元140電性耦接(如圖1所示)，用以輸出監測採樣設備10所處環境之氣象資料。氣象資料包括從風向、風速、溫度、溼度及其組合中所選取之至少一種資料。控制單元140可至少包括中央處理器、主機板、記憶體、控制模組等元件。然本創作的實施方式，並非限定於此。

例如，揮發性有機物監測採樣設備10，更可包括訊號數據轉換器，其係電性連接控制單元、偵測裝置及氣象量測單元。舉例來說，例如，訊號數據轉換器可採用類比數位轉換、圖像數位轉換等方式，將來自偵測裝置的濃度訊號、或來自氣象量測單元的氣象資料轉換為數位資料(例如濃度數據、風速數據、風向數據、溫溼度數據)供控制單元處理。另外，在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中可加設儲存裝置(例如記憶體、隨身碟或光碟機)來儲存該些數位資料，且儲存裝置可設定每隔一段時間自動儲存該些數位資料。然本創作的實施方式，並非限定於此。

例如，本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中，更可包括顯示面板，其係與控制單元140電性連接，用以基於至少數位資料以文字或圖像方式來呈現監測狀態；用以設定通訊網路、警戒濃度值(H值)及採樣濃度值(HH值)等參數，並將此些參數傳予控制單元供整合計算。舉例來說，例如，設定顯示面板的方式可為鍵盤式、觸控式或筆控式。在本創作的領域內，並非僅限定於此而已。

例如，在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中，控制單元140藉由通訊裝置130向遠端裝置90傳送出至少數位資料及監測狀態。請參照圖2來說明本創作之揮發性有機物監測採樣設備10與遠端裝置之間的運作。如圖2所示，本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中的控制單元140藉由通訊裝置130與通訊網路80取得聯繫，以傳送氣體濃度、風速、風向、溫濕度等數位資料、及監測狀態予遠端裝置90。舉例來說，例如，當偵測到VOCs濃度異常時，可透過通訊網路80發送通報訊息至遠端裝置90；當維護人員認為需要立即進行採樣時，遠端裝置90經由通訊網路80傳送採樣訊息至通訊裝置130，收到採樣訊息後可立即進行採樣；當斷電或門被擅自開啟時，通訊裝置130可經由通訊網路80發送警報訊息至遠端裝置90。遠端裝置90可包括環保單位、維護人員或稽核人員的聯絡裝置，此聯絡裝置可為手機、電腦或無線電裝置，則與聯絡裝置聯繫的通訊網路80對應為手機號碼、網路IP位址或無線電波。在本創作的領域內，並非僅限定於此而已。

以下實施例說明在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10的各種運作模式中控制單元140所執行的任務。在第一採樣模式中，訊號數據轉換器會依據預先設定在顯示面板中的H值與HH值來判斷濃度數據是否超過H值或HH值。當偵測VOC氣體而得到濃度數據高達HH值(第一濃度值)時，控制單元140會命令開關裝置開啟而進行採樣。在濃度數據未到達HH值之前，濃度數據會先到達低於HH值之H值(第二濃度值)，控制單元140僅會命令通訊裝置透過通訊網路立即發送通報訊息予維護人員的遠端裝置。

在第二採樣模式中，當通訊裝置130透過通訊網路80接收來自遠端裝置90關於氣體外洩的通報訊息，控制單元140會命令開關裝置開啟而進行採樣。

在故障斷電模式中，控制單元140會收到來自總電源開關的斷電訊號而命令通訊裝置130透過通訊網路80立即發送警報訊息予維護人員的遠端裝置90。

在本創作之其他實施例中，本創作之揮發性有機物監測採樣設備10亦可於外殼的壁加設門及門位偵測器。在門位異常的模式(例如門被擅自開啟時)中，控制單元收到來自門位偵測器的門位訊號而命令通訊裝置130透過通訊網路立即發送警報訊息予維護人員的遠端裝置90。

例如，在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中，更包括外殼，其具有可移動之箱體形狀，並具有不銹鋼材質；而在本創作的領域內，並非僅限定於此而已，例如在箱體在底部或其他地方設置多個輪子、腳墊、滑軌或任何可使箱體具備可移動、可搬動的作用的結構。在本創作之揮發性有機物監測採樣設備10中，所採樣、所偵測及所氣象量測的目標氣體至少包括外界環境的VOC氣體，因此至少對應所利用的採樣裝置、偵測裝置及氣象量測單元之部分係自外殼之表面突出，以與外界環境接觸。另外，在其他實施例中，通訊裝置(例如天線之部分)亦自外殼之表面突出，在本創作的領域內，並非僅限定於此而已。

以下利用一具體實施例來說明，參照圖3來說明本創作之另一實施例的揮發性有機物監測採樣設備。如圖3所示，揮發性有機物監測採樣設備300包括外殼301、採樣裝置302、偵測裝置303、通訊裝置304、控制單元305、氣象量測單元306。其中採樣裝置302、偵測裝置303、通訊裝置304及氣象量測單元306係自外殼之表面突出。採樣裝置302包括具有採樣口302b的採樣管線302a、採樣器302c、連接於採樣管線302a及採樣器302c之間的開關裝置302d，採樣器302c例如為金屬材質，例如不銹鋼。氣象量測單元306包括風向計306a、風速計306b及溫濕度計306c。控制單元305係與偵測裝置303、通訊裝置304、訊號數據轉換器307、顯示面板308及儲存裝置309電性連接並與氣象量測單元306電性耦接。

在上述實施例中，在外殼301的壁另外架設有門310及門位偵測器311、總電源開關312，門位偵測器311及總電源開關312與控制單元305電性連接。另外，為了避免揮發性有機物監測採樣設備內的溫度過高，在門310或外殼301的壁加設有散熱裝置313及溫度控制器314。溫度控制器314可啟動散熱裝置313，並與控制單元305電性連接，當設備內溫度過高而超過警戒溫度時，控制單元305可命令總電源開關312關閉。

如上所述，本創作之相關實施例藉由揮發性有機物監測採樣設備，進而監控VOC氣體的採樣，可達成自動監測採樣並即時回報採樣訊息之功效，可避免在氣體外洩長達一段時間後才進行採樣。因此，可提升VOC氣體採樣的正確性與效率。

此外，當民眾向維護人員陳情某地點發生空氣污染事件時，維護人員可依民眾所敘述的現場環境情況，斟酌是否以通訊方式啟動本創作之揮發性有機物監測採樣設備，具有即時並遠端遙控的功效。

綜上所述，本創作之內容已以如上之實施例舉例說明了，然而本創作並非僅限定於此等實施方式而已。本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可再進行各種之更動與修飾；例如，將前述實施例中所例示之各技術內容加以組合或變更而成為新的實施方式，此等實施方式亦當然視為本創作所屬內容之一。因此，本案所欲保護之範圍亦包括後述之申請專利範圍及其所界定之範圍。

10、300‧‧‧揮發性有機物監測採樣設備
80‧‧‧通訊網路
90‧‧‧遠端裝置
110、303‧‧‧偵測裝置
120、302‧‧‧採樣裝置
130、304‧‧‧通訊裝置
140、305‧‧‧控制單元
150、306‧‧‧氣象量測單元
302a‧‧‧採樣管線
302b‧‧‧採樣口
302c‧‧‧採樣器
302d‧‧‧開關裝置
306a‧‧‧風向計
306b‧‧‧風速計
306c‧‧‧溫溼度計
307‧‧‧訊號數據轉換器
308‧‧‧顯示面板
309‧‧‧儲存裝置
310‧‧‧門
311‧‧‧門位偵測器
312‧‧‧總電源開關
313‧‧‧散熱裝置
314‧‧‧溫度控制器

圖1係為本創作之實施例的揮發性有機物監測採樣設備之示意圖。 圖2係為本創作之揮發性有機物監測採樣設備與遠端裝置之間的運作之示意圖。 圖3係為本創作之另一實施例的揮發性有機物監測採樣設備之示意圖。

10‧‧‧揮發性有機物採樣設備

110‧‧‧偵測裝置

120‧‧‧採樣裝置

130‧‧‧通訊裝置

140‧‧‧控制單元

150‧‧‧氣象量測單元

Claims (13)

1. 一種揮發性有機物監測採樣設備，係包括：偵測裝置，其用以偵測環境空氣中之揮發性有機物的濃度，並據以輸出濃度訊號；採樣裝置，其用以採集環境中的氣體；通訊裝置，其用以接收或發送訊息；以及控制單元，其與該偵測裝置、該採樣裝置及該通訊裝置電性連接；其中在第一採樣模式中，該控制單元接收該濃度訊號，當該濃度訊號滿足第一濃度值時，該控制單元開啟該採樣裝置以採集該環境中的氣體；其中在第二採樣模式中，當該控制單元藉由該通訊裝置接收到採樣訊息時，該控制單元開啟該採樣裝置以採集該環境中的氣體。
2. 如請求項1所記載之揮發性有機物監測採樣設備，其中在該第一採樣模式中，若該控制單元依據該濃度訊號判斷出該揮發性有機物的濃度已到達第二濃度值，則經由該通訊裝置向遠端裝置發出通報訊息，其中該第二濃度值小於該第一濃度值。
3. 如請求項1所記載之揮發性有機物監測採樣設備，其中該偵測裝置包括揮發性有機物(VOC)偵測器。
4. 如請求項1所記載之揮發性有機物監測採樣設備，其中該採樣裝置包括採樣管線、採樣器、及連接於該採樣管線及該採樣器之間的開關裝置，該開關裝置係受該控制單元控制以採集該環境中的氣體並儲存於該採樣器中。
5. 如請求項1所記載之揮發性有機物監測採樣設備，其中該通訊裝置包括無線通訊裝置。
6. 如請求項5所記載之揮發性有機物監測採樣設備，其中該無 線通訊裝置為行動網路通訊裝置。
7. 如請求項1至6中任一項所記載之揮發性有機物監測採樣設備，更包括氣象量測單元，其係與該控制單元電性耦接，用以輸出該監測採樣設備所處環境之氣象資料，該氣象量測單元包括從風向計、風速計、溫度計、溼度計及其組合中所選取之至少一種。
8. 如請求項7所記載之揮發性有機物監測採樣設備，其中該控制單元係進一步記錄該氣象資料，該氣象資料包括從風向、風速、溫度、溼度及其組合中所選取之至少一種資料。
9. 如請求項8所記載之揮發性有機物監測採樣設備，更包括訊號數據轉換器，其係電性連接該控制單元、該偵測裝置及該氣象量測單元，用以至少將該濃度訊號或該氣象資料轉換為數位資料以供該控制單元處理。
10. 如請求項9所記載之揮發性有機物監測採樣設備，更包括顯示面板，其係與該控制單元電性連接，用以基於至少該數位資料以文字或圖像方式來呈現監測狀態。
11. 如請求項9所記載之揮發性有機物監測採樣設備，其中該控制單元藉由該通訊裝置向遠端裝置傳送出至少該數位資料及該監測狀態。
12. 如請求項7所記載之揮發性有機物監測採樣設備，更包括外殼，其中至少該採樣裝置、該偵測裝置及該氣象量測單元之部分係自該外殼之表面突出。
13. 如請求項12所記載之揮發性有機物監測採樣設備，其中該外殼係具有可移動之箱體形狀。