一种环境空气氟化物浓度连续在线监测设备及方法技术

本发明专利技术提出一种环境空气氟化物浓度连续在线监测设备及方法，所述设备包括经管路依次连接的气体采样系统、氟化物捕集系统、溶液中和系统、溶液测定系统、溶液储存输送系统，以及主控系统。本发明专利技术连续在线监测设备将户外采样设备、实验室分析设备以及数据处理计算过程集成于一体，可实现自动、远程在线连续监测。现场检测时只需定期更换配液，无需人员值守，大大提高监测工作效率，节省人力物力，具有广泛的推广应用价值。

Equipment and method for continuous on-line monitoring of environmental air fluoride concentration

The invention provides a continuous on-line monitoring device and method for fluoride concentration in ambient air. The device comprises a gas sampling system, a fluoride capture system, a solution neutralization system, a solution Determination system, a solution storage and transportation system, and a main control system connected sequentially by a pipeline. The continuous on-line monitoring device of the invention integrates outdoor sampling equipment, laboratory analysis equipment and data processing and calculation process, and can realize automatic and remote on-line continuous monitoring. In the on-site detection, only the liquid dispensing needs to be changed regularly, without the need for personnel on duty, which greatly improves the monitoring efficiency and saves manpower and material resources.

【技术实现步骤摘要】
一种环境空气氟化物浓度连续在线监测设备及方法
本专利技术属于空气质量监测
，尤其涉及一种环境空气氟化物浓度连续在线监测设备及方法。
技术介绍
环境空气中氟化物有气态氟和尘态氟两种，气态氟主要是氟化氢，含氟粉尘只要是冰晶石、萤石、氟化铝及磷石灰，污染主要来源于电解铝厂、磷肥厂和冰晶石厂等排放或逸散的气体和粉尘。人在氟化氢400～430mg/m3浓度下可引起急性中毒致死，长期吸入低浓度的氟及其化合物的气体和粉尘，能够影响各组织和器官的正常生理功能，甚至引起慢性氟中毒氟骨症，因此准确测定环境空气中的氟污染非常重要。目前环境空气中氟化物浓度的监测主要依靠滤膜采样或被动吸附的方法手工收集空气氟化物，然后将样本在实验室中进行溶解、提取，最后通过绘制标准曲线，对比分析得到溶液氟化物浓度信息并人工折算出空气中氟化物的浓度值，费时费力；采样前准备工作、采样后分析工作较为繁琐，通常一星期只能采集处理一次样本。
技术实现思路
本专利技术针对滤膜滤纸采集氟化物并在实验室处理分析计算的手工检测方法中操作周期长、费时费力，无法连续监测环境空气中氟化物的浓度的问题，提出一种将户外采样过程、实验室分析过程以及数据处理计算过程集成于一体，可自动、远程在线连续监测的在线监测设备及方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种环境空气氟化物浓度连续在线监测设备，包括经管路依次连接的气体采样系统、氟化物捕集系统、溶液中和系统、溶液测定系统、溶液储存输送系统，以及主控系统；所述氟化物捕集系统包括经气管依次串连的盐酸溶液冲击瓶、氢氧化钠溶液冲击瓶和截留冲击瓶和多个平衡阀；所述气体采样系统包括TSP切割器、滤水干燥器及采样器，环境空气由TSP切割器吸入采样管路，经过氟化物捕集系统的各个冲击瓶，经滤水干燥器干燥后由采样器排出；所述溶液中和系统包括溶液中和瓶、截止阀和带有高效过滤器的隔膜泵，溶液中和瓶内安装有PH电极和液位传感器，盐酸溶液冲击瓶、氢氧化钠溶液冲击瓶和截留冲击瓶下端均由液管连接至溶液中和瓶；截止阀和隔膜泵将洁净气体输送至溶液中和瓶；所述溶液测定系统包括测定瓶和氟电极，溶液中和瓶与测定瓶通过液管连接；所述溶液储存输送系统包括盐酸液桶、氢氧化钠液桶、纯水桶、TISAB液桶、标准液桶以及废液桶，及用于输送各桶内液体的泵和阀；所述主控系统包括控制器、存储器及GPRS模块，控制器控制上述采样器及所有阀和泵的运行。作为优选，所述盐酸溶液冲击瓶、氢氧化钠溶液冲击瓶和截留冲击瓶底部均连接有过滤器。作为优选，还包括温控系统，所述温控系统包括容纳氟化物捕集系统、溶液中和系统、溶液测定系统、溶液储存输送系统的箱体，箱体内安装有由温度控制器控制运行的电热风、加热板及制冷装置，并由温度传感器检测温度。作为优选，所述GPRS模块包括GPS定位模块。作为优选，上述气管和液管均为耐酸碱管路。作为优选，还包括风速风向传感器、大气压传感器及环境温湿度传感器。作为优选，所述箱体内安装有锂电池，所述主控系统包括断电检测电路，突然断电时由锂电池供电。作为优选，所述箱体为透明材质制成。作为优选，还包括与控制器电连接的触摸屏，用于输入检测参数及显示检测结果。本专利技术还提出一种环境空气氟化物浓度连续在线监测方法，包括以下步骤：（1）控制器控制采样器启动，环境空气由TSP切割器进入采样管路；（2）经TSP切割器除颗粒物后的气体依次流经盐酸溶液、氢氧化钠溶液及截留冲击瓶，此后经滤水干燥器过滤除去水分，经采样器排出；（3）步骤2中的盐酸溶液、氢氧化钠溶液及节流冲击瓶内液体均经过滤后用泵输送至溶液中和瓶；（4）PH电极实时检测溶液中和瓶内液体PH值并将检测值传输至控制器，溶液储存输送系统中的注射泵根据PH值加入适量的盐酸溶液和氢氧化钠溶液调节液体PH值至5.5，加纯水定容。（5）溶液中和瓶内液体输送至测定瓶，采用氟电极检测溶液内氟离子浓度。（6）控制器根据采样器采样气体体积及负离子浓度计算得出环境空气氟化物浓度。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、环境空气氟化物浓度连续在线监测设备将户外采样设备、实验室分析设备以及数据处理计算过程集成于一体，可实现自动、远程在线连续监测。2、该设备自备液桶，现场检测时只需定期更换配液，无需人员值守，大大提高监测工作效率，节省人力物力，具有广泛的推广应用价值。3、配有温度控制系统以及断电保护系统，可模拟实验室恒温恒湿环境，克服户外极端环境影响。4、采用高精度氟电极、PH电极以及高精度液位传感器，保证满足测试精度要求。5、采用该设备的检测方法实现了户外采样过程、实验室分析过程以及数据处理计算过程一体化、自动化以及智能化，数据可自动上传综合数据至监测数据平台，是一种连续在线监测方法，有效减少了氟化物浓度监测工作的复杂性。使用该方法可实现各个监测点网络化布局，可进行多监测点同时采样，整体分析变化趋势。附图说明图1为本专利技术在线监测设备的结构示意图；图2为本专利技术在线监测设备的电控关系图；以上各图中：1、TSP切割器；2、滤水干燥器；3、采样器；4、盐酸溶液冲击瓶；5、氢氧化钠溶液冲击瓶；6、截留冲击瓶；7、高效过滤器；8、溶液中和瓶；9、PH电极；10、液位传感器；11、测定瓶；12、氟电极；13、平衡阀；14、隔膜泵；15、截止阀Ａ；16、截止阀B；17、盐酸液桶；18、氢氧化钠液桶；19、纯水桶；20、TISAB液桶；21、标准液桶；22、废液桶。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合附图和实施例做具体说明。实施例一：如图1、图2所示，一种环境空气氟化物浓度连续在线监测设备，包括经管路依次连接的气体采样系统、氟化物捕集系统、溶液中和系统、溶液测定系统、溶液储存输送系统，以及主控系统，该设备将户外采样过程、实验室分析过程以及数据处理计算过程集成于一体，可自动、远程在线连续监测环境空气中氟化物的浓度。所述气体采样系统包括TSP切割器1、滤水干燥器2及采样器3，环境空气由TSP切割器1吸入采样管路，经过氟化物捕集系统的各个冲击瓶，经滤水干燥器2干燥后由采样器3排出；所述氟化物捕集系统包括经气管依次串连的两个盐酸溶液冲击瓶4、两个氢氧化钠溶液冲击瓶5和截留冲击瓶6和多个平衡阀13。盐酸溶液冲击瓶4内容纳有盐酸溶液，其进气管插入盐酸溶液内，其出气管位于盐酸溶液冲击瓶4上端。氢氧化钠溶液冲击瓶5内容纳有氢氧化钠溶液，其进气管一端经气管连接盐酸溶液冲击瓶4的出气管另一端插入盐酸溶液内。氢氧化钠溶液冲击瓶5出气管位于氢氧化钠溶液冲击瓶5上端，该出气管经气管连接至截留冲击瓶6的进气管。气流携带的液滴在上升过程中落入截留冲击瓶6内，气体流经截留冲击瓶6后经出气管排出。上述各个冲击瓶之间均设有平衡阀13，用于平衡冲击瓶内气体压力。空气中的吸收尘氟与气氟经氟化物捕集系统的盐酸溶液和氢氧化钠溶液吸收，各冲击瓶串联，可充分吸收氟化物，保障检测值的准确性。所述盐酸溶液冲击瓶4、氢氧化钠溶液冲击瓶5和截留冲击瓶6底部均连接有高效过滤器7，高效过滤器7下端均由液管连接至溶液中和瓶8，采样结束后各个冲击瓶内的液体均通过泵输送至溶液中和系统，高效过滤器7可阻断空气中的颗粒物进入溶液中和系统，避免影响检测结果。所述溶液中和系统包括溶液中和瓶8、截止阀和带有高效过滤器7的隔膜泵1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境空气氟化物浓度连续在线监测设备，其特征在于：包括经管路依次连接的气体采样系统、氟化物捕集系统、溶液中和系统、溶液测定系统、溶液储存输送系统，以及主控系统；所述氟化物捕集系统包括多个平衡阀及经气管依次串连的盐酸溶液冲击瓶、氢氧化钠溶液冲击瓶和截留冲击瓶；所述气体采样系统包括TSP切割器、滤水干燥器及采样器，环境空气由TSP切割器吸入采样管路，流经氟化物捕集系统的各个冲击瓶，经滤水干燥器干燥后由采样器排出；所述溶液中和系统包括溶液中和瓶、截止阀和带有高效过滤器的隔膜泵，溶液中和瓶内安装有PH电极和液位传感器，盐酸溶液冲击瓶、氢氧化钠溶液冲击瓶和截留冲击瓶下端均由液管连接至溶液中和瓶；截止阀和隔膜泵将洁净气体输送至溶液中和瓶；所述溶液测定系统包括测定瓶和氟电极，溶液中和瓶与测定瓶通过液管连接；所述溶液储存输送系统包括盐酸液桶、氢氧化钠液桶、纯水桶、TISAB液桶、标准液桶以及废液桶，及用于输送各桶内液体的泵和阀；所述主控系统包括控制器、存储器及GPRS模块，控制器控制上述采样器及所有阀和泵的运行。

【技术特征摘要】
1.一种环境空气氟化物浓度连续在线监测设备，其特征在于：包括经管路依次连接的气体采样系统、氟化物捕集系统、溶液中和系统、溶液测定系统、溶液储存输送系统，以及主控系统；所述氟化物捕集系统包括多个平衡阀及经气管依次串连的盐酸溶液冲击瓶、氢氧化钠溶液冲击瓶和截留冲击瓶；所述气体采样系统包括TSP切割器、滤水干燥器及采样器，环境空气由TSP切割器吸入采样管路，流经氟化物捕集系统的各个冲击瓶，经滤水干燥器干燥后由采样器排出；所述溶液中和系统包括溶液中和瓶、截止阀和带有高效过滤器的隔膜泵，溶液中和瓶内安装有PH电极和液位传感器，盐酸溶液冲击瓶、氢氧化钠溶液冲击瓶和截留冲击瓶下端均由液管连接至溶液中和瓶；截止阀和隔膜泵将洁净气体输送至溶液中和瓶；所述溶液测定系统包括测定瓶和氟电极，溶液中和瓶与测定瓶通过液管连接；所述溶液储存输送系统包括盐酸液桶、氢氧化钠液桶、纯水桶、TISAB液桶、标准液桶以及废液桶，及用于输送各桶内液体的泵和阀；所述主控系统包括控制器、存储器及GPRS模块，控制器控制上述采样器及所有阀和泵的运行。2.根据权利要求1所述的环境空气氟化物浓度连续在线监测设备，其特征在于：所述盐酸溶液冲击瓶、氢氧化钠溶液冲击瓶和截留冲击瓶底部均连接有过滤器。3.根据权利要求1所述的环境空气氟化物浓度连续在线监测设备，其特征在于：还包括温控系统，所述温控系统包括容纳氟化物捕集系统、溶液中和系统、溶液测定系统、溶液储存输送系统的箱体，箱体内安装有由温度控制器控制运行的电热风、加热板及制冷装置，并由温度传感器检测温度。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，贺强强，史殿龙，李玉滨，范林，孟凡良，
申请(专利权)人：青岛众瑞智能仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37