一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器制造技术

本实用新型专利技术适用于富集器领域，提供了一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器，包括基板、吸附剂、第一叉指电极、第二叉指电极、加热器以及上盖，所述上盖具有凹陷部，上盖扣盖在基板上，且凹陷部与基板形成腔体，第一叉指电极和第二叉指电极设置在腔体内，吸附剂覆盖在第一叉指电极和第二叉指电极之间，加热器设置在基板上。该富集器上具有进气口和出气口，进气口与气泵连通，出气口与分析仪器连通，第一叉指电极与第二叉指电极与电阻检测装置电连接，且电阻检测装置、气泵以及富集器均与控制装置电连接。通过电阻检测装置检测吸附剂的电阻，判定吸附是否饱和，并利用控制系统进行统一操控，从而自动适应低浓度工业废气收集。

An enrichment device for on-line detection of low concentration industrial waste gas

The utility model is suitable for concentrator field, a device used for the enrichment of industrial waste gas in low concentration detection online is provided, which comprises a substrate, adsorbent, the first interdigital electrode, second interdigital electrode, and the heater cover, the upper cover has a hollow part, the upper cover covered on the substrate, and the concave part with the substrate to form a cavity, a first interdigital electrode and second interdigital electrodes arranged in the cavity, the adsorbent covers the first interdigital electrodes and second interdigital electrodes, the heater is arranged on the substrate. The enrichment device has an air inlet and an air outlet communicated with an air inlet and an air pump, the air outlet and the analytical instrument connected, first interdigital electrode and the second electrode is connected with interdigital resistance detection device and electric resistance detecting device, and the device are connected with the air pump concentration control device for electric. The resistance of the adsorbent is detected by the resistance detection device to determine whether the adsorption is saturated, and the control system is used for unified control, so as to automatically adapt to the collection of low concentration industrial waste gas.

【技术实现步骤摘要】
一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器
本技术属于富集器领域，尤其涉及一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器。
技术介绍
严重灰霾与光化学烟雾等大气污染日益严重，工业废气中的二氧化硫、颗粒物与VOC(Volatileorganiccompounds，挥发性有机化合物)等对环境与群众健康有直接或间接影响，无人值守的检测设备在线监测有机污染物排放，为治理污染排放提供了数据依据。VOC(Volatileorganiccompounds，挥发性有机化合物)目前已包括300多种，VOC污染物中的组分繁多，浓度不定，为了精确测量组分及相应浓度，常采用气相色谱-质谱联用技术。气相色谱法的工作原理为，气体样品在非常短的时间内注入色谱柱，形成一个以时间为横坐标，气体浓度为纵坐标的气体脉冲，气体在色谱柱入口的存在时间即为气体脉冲的持续时间。气体分子与色谱柱内附着的固定相相互作用，因为各气体组分的化学、物理性质不同，相互作用的程度不同，导致各组分在色谱柱中的前进速度不同。作用强的速度慢，作用弱的速度快，各组分达到色谱柱出口的时间不同，为识别气体组分以及测量相应浓度提供了条件。多种气体组分分离成一个个单一组分，可有效降低检测难度，气体脉冲越窄，即持续时间越短，则气体完成分离所需要的时间差越短。一般来说，目前气相色谱-质谱联用技术检测极低浓度的VOC气体时，需要将VOC气体以持续时间短而浓度高的脉冲形式注入色谱柱，通常的做法是使用富集器。富集器的原理是，富集器内有吸附剂，气泵抽气，将环境空气穿过富集器，空气中的VOC气体被吸附剂吸附，待经过一定时间后对吸附剂加热，之前收集的VOC气体脱附，然后被纯净气体带走进入色谱柱。富集器有两个作用，一是浓缩气体提高浓度，有利于检测出低浓度气体；二是缩短持续时间，吸附剂温度上升越快，则气体脱附越快，从开始加热到完全脱附的持续时间就越短。富集器的脱附时间与吸附量相关，吸附量越少，完全脱附所需的时间越短，吸附量决定于环境空气中的VOC气体浓度和穿过富集器的环境空气体积。作为VOC污染物排放监控的一个节点，无人值守的分析仪器往往置于临近污染物排放口附近，所采集的VOC浓度具有较大的不确定性。企业未生产时，没有VOC排放；部分产能生产时，少量排放；开足马力生产时，大量排放。在这种条件下，难以用一个富集时间满足不同工况，富集时间过短，则收集不到足够的VOC气体供仪器检测；富集时间过长，会吸附过量的气体，而吸附剂加热的时间是固定的，吸附的气体过多会导致气体没有脱附干净即停止加热，富集器内还有气体残留，影响下次检测的准确性，严重的情况需要将富集器取下来经长时间加热吹扫后才能清楚干净，再次使用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题为提供一种低浓度工业废气在线检测的富集器，旨在解决现有技术中，普通富集器无法自动适应低浓度工业废气的收集的问题。为解决上述技术问题，本技术是这样实现的，一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器，包括基板、吸附剂、第一叉指电极、第二叉指电极、加热器以及上盖，所述上盖具有凹陷部，所述上盖扣盖在所述基板上，且所述凹陷部与所述基板形成腔体，所述第一叉指电极和第二叉指电极设置在所述腔体内，所述吸附剂覆盖在所述第一叉指电极和第二叉指电极之间，所述加热器设置在所述基板上，所述腔体具有进气口和出气口，所述进气口与气泵连通，所述出气口与分析仪器连通，所述第一叉指电极与所述第二叉指电极分别与电阻检测装置电连接，且所述电阻检测装置、气泵以及富集器均与控制装置电连接。进一步地，所述第一叉指电极和第二叉指电极均具有电极端和若干引脚，所述电阻检测装置分别与所述第一叉指电极和第二叉指电极的电极端连接，所述第一叉指电极的若干引脚与第二叉指电极的若干引脚相间设置。进一步地，所述第一叉指电极和第二叉指电极的制作材料为金或铂。进一步地，所述基板为硅片或氮化硅薄膜，且所述基板的厚度不大于0.5mm。进一步地，所述加热器的制作材料为铂。进一步地，所述控制装置为单片机或PLC(Programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)。本技术与现有技术相比，有益效果在于：本技术的一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器，其包括基板、吸附剂、第一叉指电极、第二叉指电极、加热器以及上盖。利用上盖和基板形成空腔，用于放置第一叉指电极和第二叉指电极，同时将吸附剂覆盖在第一叉指电极和第二叉指电极之间，富集器设置有加热器，用于加热吸附剂上吸附的工业废气。该空腔的进气口与气泵连通，利用气泵进行吸气；出气口与分析仪器连通，进行气体分析。同时，所述第一叉指电极与第二叉指电极分别与电阻检测装置电连接，通过所述电阻检测装置检测第一叉指电极与第二叉指电极之间的吸附剂的电阻，吸附气体越多则电阻值越大，当电阻值达到预定的阀值后，控制装置控制所述气泵停止吸气，并控制加热器开始加热，直至吸附的气体脱附干净后，再次控制气泵打开，开始吸气，并停止加热，从而使得该富集器能够自动适应低浓度工业废气的收集。附图说明图1是本技术实施例提供的一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器的主视结构示意图。图2是图1的俯视结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1和图2所示，为本技术实施例提供的一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器100，其包括基板1、吸附剂2、第一叉指电极3、第二叉指电极4、加热器5以及上盖6。所述上盖6具有凹陷部61，将所述上盖6扣盖在所述基板1上，利用所述凹陷部61与所述基板1形成腔体(未标注)。所述第一叉指电极3以及第二叉指电极4均设置在所述腔体内；所述吸附剂2覆盖在所述第一叉指电极3和第二叉指电极4之间；所述加热器5设置在所述基板1上与所述上盖6相对的一侧。在本技术实施例中，所述富集器100的上盖6上开设有进气口62和出气口63，所述富集器的进气口62与气泵(未图示)连通，利用所述气泵进行抽气，使富集器100周围的环境气体穿过富集器的腔体，从而可通过腔体内的吸附剂2将环境空气中的VOC工业废气吸附。所述富集器的出气口63与分析仪器(未图示)连通，当所述吸附剂2上所吸附的VOC工业废气被加热脱附后，通过所述分析仪器可对该工业废气进行气体分析。所述富集器100的第一叉指电极3与第二叉指电极4分别与电阻检测装置(未图示)电连接，本技术实施例中的吸附剂2由可吸附气体的聚合物材料与导电材料混合而成，其中导电材料包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、纳米金。因此，当所述吸附剂2吸附气体时，体积会相应膨胀，其内部的炭黑颗粒间距会增大，则电阻会相应增大。通过所述电阻检测装置不间断地检测所述第一叉指电极3与第二叉指电极4之间的电阻，当电阻值达到设定的阀值时，则表示所述吸附剂2的吸附量已接近饱和。将所述电阻检测装置、气泵以及富集器均与控制装置(未图示)电连接，在本技术实施例中，所述控制装置可以为CPU(Centralprocessingunit，中央处理器)、单片机或PLC等，利用所述控制装置对所述电阻检测装置、气泵以及富集器进行统一的操控。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器，其特征在于，包括基板、吸附剂、第一叉指电极、第二叉指电极、加热器以及上盖，所述上盖具有凹陷部，所述上盖扣盖在所述基板上，且所述凹陷部与所述基板形成腔体，所述第一叉指电极和第二叉指电极设置在所述腔体内，所述吸附剂覆盖在所述第一叉指电极和第二叉指电极之间，所述加热器设置在所述基板上，所述腔体具有进气口和出气口，所述进气口与气泵连通，所述出气口与分析仪器连通，所述第一叉指电极与所述第二叉指电极分别与电阻检测装置电连接，且所述电阻检测装置、气泵以及富集器均与控制装置电连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于低浓度工业废气在线检测的富集器，其特征在于，包括基板、吸附剂、第一叉指电极、第二叉指电极、加热器以及上盖，所述上盖具有凹陷部，所述上盖扣盖在所述基板上，且所述凹陷部与所述基板形成腔体，所述第一叉指电极和第二叉指电极设置在所述腔体内，所述吸附剂覆盖在所述第一叉指电极和第二叉指电极之间，所述加热器设置在所述基板上，所述腔体具有进气口和出气口，所述进气口与气泵连通，所述出气口与分析仪器连通，所述第一叉指电极与所述第二叉指电极分别与电阻检测装置电连接，且所述电阻检测装置、气泵以及富集器均与控制装置电连接。2.如权利要求1所述的用于低浓度工业废气在线检测的富集器，其特征在于，所述第一叉指电极和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：马彦涛，
申请(专利权)人：深圳市达英和自动化工程有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44