低浓度恶臭气体在线浓缩仪及在线检测方法技术

本发明专利技术涉及低浓度恶臭气体在线浓缩仪及在线检测方法，其特征在于该浓缩仪包括箱体、进样单元、浓缩单元和控制单元；进样单元、浓缩单元和控制单元均安装在箱体内，样气经进样单元和浓缩单元处理后进入检测单元，控制单元控制进样单元和浓缩单元动作；所述进样单元包括进样器，所述进样器具有十个接口，分别为进样气接口(S1)、出样气接口(S2)、两个进载气接口(S3～S4)、两个检测气接口(S5～S6)、两个浓缩管接口(S7～S8)和两个定量管接口(S9～S10)；十个接口之间相互连通，且两两之间均连接有换向阀；进样器共有a、b两个位置。本发明专利技术检测方法能够对臭气浓度值低于10的低浓度恶臭气体进行检测，且检测过程快速、高效，检测精度高。

【技术实现步骤摘要】
低浓度恶臭气体在线浓缩仪及在线检测方法
本专利技术涉及环境监测
，特别是涉及一种低浓度恶臭气体在线浓缩仪及在线检测方法，该浓缩仪用来浓缩低浓度的恶臭气体，便于低浓度恶臭气体成分的在线识别与检测。
技术介绍
国家标准GB14554-93将恶臭定义为：一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质。恶臭物质种类繁多，来源广泛，对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等还能使人体产生畸变、癌变。目前，公知的恶臭气体检测方法包括实验室方法和实验室嗅辨分析，但是实验室仪器一般都比较巨大，此外还需要取样，送检等过程，耗时比较长；而实验室嗅辨分析，即通过嗅辨员感官分析，这种分析方法一般需要嗅辨员6人、判定师1人及若干辅助人员，人力消耗比较大，此外人工测定法具有很大的主观性，受嗅辨人员的个体差异影响因素较大，不可能准确检测气体成分与浓度。臭气浓度是用于表征恶臭污染对人体嗅觉刺激程度的常用指标，目前我国测定臭气浓度的标准方法为GB/T14675－93《空气质量恶臭的测定三点比较式臭袋法》。但是当被测气体的臭气浓度小于10(稀释倍数,无单位)时，利用该方法的测定结果只能以“＜10”来表示，无法准确定量。而低浓度恶臭通常具有低浓度、多组分、不易采集等特点，如环境恶臭，其臭气浓度值一般都小于10，长期在低浓度恶臭环境中会给人体带来潜在的危害，并且国内目前尚未建立低浓度恶臭的臭气浓度测试方法。天津市环境保护科学研究院的卢志强等人(卢志强,王元刚,张妍,刘英会,孙博.低浓度恶臭的臭气浓度测试方法研究[J].城市环境与城市生态,2012,06:23-24+30)通过吸附管对样气进行采集，再将吸附有恶臭物质的采样管放入特定的热解析仪中，通过氮气直吹的方法利用GB/T14675－93《空气质量恶臭的测定三点比较式臭袋法》对浓缩10倍的恶臭气体进行嗅觉测试，该方法能够对低于10的恶臭气体进行检测，但是此实验方法耗时较长，且需要的人力物力较大，并且此方法必须应用于实验室或者是分析室，无法实现便携式以及在线式检测。
技术实现思路
为了克服现有恶臭气体检测方面存在的仪器笨大，不易携带，耗时较长且不能在线检测低浓度恶臭气体的问题，本专利技术提供了一种低浓度恶臭气体在线浓缩仪及在线检测方法。该浓缩仪将气体吸附，解吸集成在一个箱体中，操作简单，浓缩周期短，结构紧凑，便于随身携带。待测气体通过浓缩管能够实现快速富集；通过程序升温能够迅速达到设定温度，从而实现气体的热解吸，直接与检测单元连接，实现气体的在线实时检测，从而大大缩短检测周期。此外，整个吸附，解吸以及控制单元放置在一个410mm*410mm*140mm的箱体中，安装结构简单、合理，具有良好的抗压性和抗震性。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种低浓度恶臭气体在线浓缩仪，其特征在于该浓缩仪包括箱体、进样单元、浓缩单元和控制单元；进样单元、浓缩单元和控制单元均安装在箱体内，样气经进样单元和浓缩单元处理后进入检测单元，控制单元控制进样单元和浓缩单元动作；所述进样单元包括进样器，所述进样器具有十个接口，分别为进样气接口(S1)、出样气接口(S2)、两个进载气接口(S3～S4)、两个检测气接口(S5～S6)、两个浓缩管接口(S7～S8)和两个定量管接口(S9～S10)；十个接口之间相互连通，且两两之间均连接有换向阀；进样器共有a、b两个位置，处于a位置时，S1与S9连通，S4与S6连通，S10与S2连通，S8与S5连通，S3与S7连通；处于b位置时S1与S7连通，S9与S4连通，S6与S10连通，S2与S8连通，S5与S3连通；所述浓缩单元包括浓缩管、浓缩管加热模块和风扇；浓缩管的两端通过聚四氟管连接在进样器的两个浓缩管接口(S7～S8)上，浓缩管加热模块为浓缩管加热，所述风扇的出风口朝向浓缩管加热模块；所述控制单元包括固态继电器、开关电源、温控仪以及控制板；所述温控仪的两个控制输入接口分别接在固态继电器的相应接口上；所述温控仪与浓缩管加热模块、固态继电器通过导线连接；所述开关电源为整个仪器供电，开关电源与接线端子连接；所述控制板分别与进样器的换向阀、风扇、固态继电器和温控仪电连接；所述箱体上设有样气进气口、载气进气口、出气口、电源接口、压力表和稳流阀，所述样气进气口与进样器的进样气接口(S1)通过管路连接；所述载气进气口通过聚四氟管与压力表、稳流阀相连，再连接到进样器的进载气接口(S3)；所述出气口与两个检测气接口(S5～S6)连接；所述电源接口通过导线与开关电源相连，通过电源接口将开关电源与外部电源连接，为整个仪器供电。一种低浓度恶臭气体在线检测方法，该方法使用上述的浓缩仪，具体步骤如下：第一步，气体浓缩：在16℃～25℃下，将低浓度的待测样气与质量流量控制器通过聚四氟管路连接，样气流量设定为100～500mL/min，进样器处于b位置，即样气通过进样气接口(S1)进入到浓缩管，此时出样气接口(S2)拧死，通过控制板设定浓缩的时间为15-25min，等达到设定的时间之后，浓缩阶段结束，此时进样器由b位置自动切换到a位置；第二步，程序升温：开启电源，通过温控仪设定相应的解吸温度，解吸温度为180℃～260℃；待温度达到设定的解吸温度后，再等待温度稳定之后开始进行解吸；第三步，气体检测：首先对检测单元进行标定，通过出峰时间判断恶臭气体的成分，通过峰高以及浓缩倍数判断恶臭气体的浓度；其次，将出气口与检测单元相连，载气经由载气进气口与进样器相连，通过压力表、稳流阀控制载气的压力和流量；在载气的带动下，样气进入到分离装置内进行分离，再经过气体传感器以及数据处理单元进行处理，并将处理结果在显示界面中进行显示，从而实现低浓度恶臭气体的在线检测；最后，在检测完成之后，将出气口与外部气袋连接，废气由气袋进行回收处理。与现有技术相比，本专利技术低浓度恶臭气体在线浓缩仪能够对低浓度的恶臭气体进行快速浓缩，且浓缩仪的体积较小，方便携带使用，浓缩仪可以直接连接检测单元实现在线实时检测，在线检测时整个过程在30min左右，也可以将浓缩仪先对样气进行浓缩，然后再回到实验室环境进行检测，使用非常方便，能够实现检测过程的低浓度、低消耗、在线分析。本专利技术检测方法能够对臭气浓度值低于10的低浓度恶臭气体进行检测，且检测过程快速、高效，检测精度高。附图说明图1为本专利技术低浓度恶臭气体在线浓缩仪的内部结构示意图；图2为本专利技术低浓度恶臭气体在线浓缩仪的前面板结构示意图；图3为本专利技术低浓度恶臭气体在线浓缩仪的后面板结构示意图；图4为本专利技术低浓度恶臭气体在线浓缩仪的浓缩管加热模块示意图；图5为本专利技术低浓度恶臭气体在线浓缩仪的进样器的结构示意图；图6为本专利技术低浓度恶臭气体在线浓缩仪的工作原理图；图中，1.进样器，2.浓缩管，3.浓缩管加热模块，4.固态继电器，5.风扇，6.开关电源，7.温控仪，8.压力表，9.控制板，10.稳流阀，11.接线端子，12.样气进气口，13.载气进气口，14.出气口，15.电源接口，16.Pt100，17.铝块，18.加热棒，19.箱体，20.样气瓶，21.质量流量控制器，22.分离装置，23.气体传感器，24.显示界面。具体实施方式下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低浓度恶臭气体在线浓缩仪，其特征在于该浓缩仪包括箱体、进样单元、浓缩单元和控制单元；进样单元、浓缩单元和控制单元均安装在箱体内，样气经进样单元和浓缩单元处理后进入检测单元，控制单元控制进样单元和浓缩单元动作；所述进样单元包括进样器，所述进样器具有十个接口，分别为进样气接口(S1)、出样气接口(S2)、两个进载气接口(S3～S4)、两个检测气接口(S5～S6)、两个浓缩管接口(S7～S8)和两个定量管接口(S9～S10)；十个接口之间相互连通，且两两之间均连接有换向阀；进样器共有a、b两个位置，处于a位置时，S1与S9连通，S4与S6连通，S10与S2连通，S8与S5连通，S3与S7连通；处于b位置时S1与S7连通，S9与S4连通，S6与S10连通，S2与S8连通，S5与S3连通；所述浓缩单元包括浓缩管、浓缩管加热模块和风扇；浓缩管的两端通过聚四氟管连接在进样器的两个浓缩管接口(S7～S8)上，浓缩管加热模块为浓缩管加热，所述风扇的出风口朝向浓缩管加热模块；所述控制单元包括固态继电器、开关电源、温控仪以及控制板；所述温控仪的两个控制输入接口分别接在固态继电器的相应接口上；所述温控仪与浓缩管加热模块、固态继电器通过导线连接；所述开关电源为整个仪器供电，开关电源与接线端子连接；所述控制板分别与进样器的换向阀、风扇、固态继电器和温控仪电连接；所述箱体上设有样气进气口、载气进气口、出气口、电源接口、压力表和稳流阀，所述样气进气口与进样器的进样气接口(S1)通过管路连接；所述载气进气口通过聚四氟管与压力表、稳流阀相连，再连接到进样器的进载气接口(S3)；所述出气口与两个检测气接口(S5～S6)连接；所述电源接口通过导线与开关电源相连，通过电源接口将开关电源与外部电源连接，为整个仪器供电。...

【技术特征摘要】
1.一种低浓度恶臭气体在线浓缩仪，其特征在于该浓缩仪包括箱体、进样单元、浓缩单元和控制单元；进样单元、浓缩单元和控制单元均安装在箱体内，样气经进样单元和浓缩单元处理后进入检测单元，控制单元控制进样单元和浓缩单元动作；所述进样单元包括进样器，所述进样器具有十个接口，分别为进样气接口(S1)、出样气接口(S2)、两个进载气接口(S3～S4)、两个检测气接口(S5～S6)、两个浓缩管接口(S7～S8)和两个定量管接口(S9～S10)；十个接口之间相互连通，且两两之间均连接有换向阀；进样器共有a、b两个位置，处于a位置时，S1与S9连通，S4与S6连通，S10与S2连通，S8与S5连通，S3与S7连通；处于b位置时S1与S7连通，S9与S4连通，S6与S10连通，S2与S8连通，S5与S3连通；所述浓缩单元包括浓缩管、浓缩管加热模块和风扇；浓缩管的两端通过聚四氟管连接在进样器的两个浓缩管接口(S7～S8)上，浓缩管加热模块为浓缩管加热，所述风扇的出风口朝向浓缩管加热模块；所述控制单元包括固态继电器、开关电源、温控仪以及控制板；所述温控仪的两个控制输入接口分别接在固态继电器的相应接口上；所述温控仪与浓缩管加热模块、固态继电器通过导线连接；所述开关电源为整个仪器供电，开关电源与接线端子连接；所述控制板分别与进样器的换向阀、风扇、固态继电器和温控仪电连接；所述箱体上设有样气进气口、载气进气口、出气口、电源接口、压力表和稳流阀，所述样气进气口与进样器的进样气接口(S1)通过管路连接；所述载气进气口通过聚四氟管与压力表、稳流阀相连，再连接到进样器的进载气接口(S3)；所述出气口与两个检测气接口(S5～S6)连接；所述电源接口通过导线与开关电源相连，通过电源接口将开关电源与外部电源连接，为整个仪器供电。2.根据权利要求1所述的低浓度恶臭气体在线浓缩仪，其特征在于所述控制板外接上位机。3.根据权利要求1所述的低浓度恶臭气体在线浓缩仪，其特征在于所述开关电源为5/12V电源，通过接线端子扩展为5V、12V以及GND端子，控制板的工作电压为5V，由接线端子提供，随后通过控制板自身的电源电路，产生3.3V电压输出，将产生的3.3V电压接在接线端子上，在接线端子上扩展多个3.3V电压。4.根据权利要求1所述的低浓度恶臭气体在线浓缩仪，其特征在于所述控制板采用STM32单片机。5.根据权利要求1所述的低浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思祥，赵业佳，李俊成，周琪，王晓辰，李志东，周围，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12