一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),包括載氣裝置、富集解吸裝置、汞分析裝置、采樣裝置、預(yù)處理裝置和顯示裝置、控制器;當(dāng)系統(tǒng)處于氣態(tài)汞富集狀態(tài)時(shí),連通采樣裝置、預(yù)處理裝置、富集解吸裝置之間的通道,并啟動(dòng)各裝置中的控制元件進(jìn)行富集工作;當(dāng)系統(tǒng)處于解吸狀態(tài)時(shí),連通載氣裝置、富集解吸裝置和汞分析裝置之間的通道,并啟動(dòng)各裝置中的控制元件進(jìn)行解吸測量工作;并且顯示裝置與控制器的信號輸出端連接,用于顯示汞分析裝置分析測量所得汞濃度測量結(jié)果;該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境氣體的在線自動(dòng)監(jiān)測。另外,本發(fā)明還公開了上述氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法。
【專利說明】一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境檢測【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展,重金屬在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等方面的廣泛應(yīng)用,各類重金屬所造成的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,重金屬對環(huán)境和人類帶來的危害愈來愈引起普遍的關(guān)注。
[0003]重金屬具有毒性大,在環(huán)境中不易被代謝,易被生物富集并有生物放大效應(yīng)等特點(diǎn),對環(huán)境以及生物的危害是深遠(yuǎn)的,其中尤以汞及其化合物的毒性最大列居各重金屬毒性之首。汞在常溫下以液態(tài)的形式存在,氣化后的無機(jī)汞可以隨著大氣環(huán)流循環(huán)至全世界的任何角落,是一種全球性的污染物質(zhì)。而人為污染源產(chǎn)生的價(jià)態(tài)汞在排放進(jìn)入大氣后,會(huì)結(jié)合空氣中的水分、粉塵,降落到地面及水體之中,通過微生物的一系列作用,轉(zhuǎn)化成為毒性極強(qiáng)的甲基汞,對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境及人口造成嚴(yán)重的影響。因此,在線汞監(jiān)測方法具有十分重要意義,現(xiàn)有技術(shù)一般通過以下方式實(shí)現(xiàn)汞的在線監(jiān)測。
[0004]因環(huán)境中汞的含量比較低,現(xiàn)有技術(shù)的汞分析裝置直接檢測樣氣很難實(shí)現(xiàn)汞的檢測,故現(xiàn)有技術(shù)一般設(shè)置富集解吸裝置對環(huán)境中的汞進(jìn)行富集和解吸處理。
[0005]汞的監(jiān)測方法如下:首先將樣氣通過富集解吸裝置使樣氣中的汞富集于富集解吸裝置中,經(jīng)過一段時(shí)間后,富集完畢;然后對富集解吸裝置進(jìn)行加熱,讓富集的汞完全釋放出來,待汞釋放出來后,再向富集解吸裝置中通入載氣,載氣將攜帶釋放出來的汞進(jìn)入汞分析裝置,進(jìn)行分析檢測。
[0006]但是,目前通過這種測量方式僅能實(shí)現(xiàn)環(huán)境氣體汞濃度的測量,而不能實(shí)現(xiàn)環(huán)境氣體汞濃度的自動(dòng)在線監(jiān)測。
[0007]因此,如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境氣體的在線自動(dòng)監(jiān)測,是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的為提供一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法,該氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境氣體的在線自動(dòng)監(jiān)測。
[0009]為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),包括載氣裝置、富集解吸裝置、汞分析裝置,還包括以下部件:
[0010]所述采樣裝置,用于系統(tǒng)工作時(shí)從監(jiān)測環(huán)境中采集定量氣體;
[0011]所述預(yù)處理裝置,包括除塵部件和除水部件,分別用于去除氣體中的灰塵和水分;
[0012]控制器,當(dāng)系統(tǒng)處于氣態(tài)汞富集狀態(tài)時(shí),連通所述采樣裝置、所述預(yù)處理裝置、所述富集解吸裝置之間的通道,并啟動(dòng)各裝置中的控制元件進(jìn)行富集工作;當(dāng)系統(tǒng)處于解吸狀態(tài)時(shí),連通所述載氣裝置、所述富集解吸裝置和汞分析裝置之間的通道,并啟動(dòng)各裝置中的控制元件進(jìn)行解吸測量工作;[0013]所述顯示裝置,與所述控制器的信號輸出端連接,用于顯示所述汞分析裝置分析測量所得汞濃度測量結(jié)果。
[0014]優(yōu)選地,還包括以下部件:
[0015]抽氣裝置,用于將環(huán)境氣體抽入所述富集解吸裝置;
[0016]質(zhì)量流量控制元件,設(shè)于所述富集解吸裝置和所述抽氣裝置的連通管路上。
[0017]優(yōu)選地,所述顯示裝置還進(jìn)一步顯示系統(tǒng)中各控制元件的工作狀態(tài)參數(shù)。
[0018]優(yōu)選地,還包括數(shù)據(jù)采集傳輸裝置,用于對各裝置中的控制元件的工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控部件。
[0019]優(yōu)選地,所述數(shù)據(jù)采集傳輸裝置還可用于接收遠(yuǎn)程監(jiān)控部件發(fā)送的數(shù)據(jù),所述控制器可根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)相應(yīng)控制元件的工作狀態(tài)。
[0020]優(yōu)選地,所述數(shù)據(jù)采集傳輸裝置包括:
[0021]數(shù)據(jù)采集儀,用于各所述控制元件的工作狀態(tài)參數(shù)和汞濃度測量結(jié)果;
[0022]無線發(fā)送或接收模塊,用于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。
[0023]優(yōu)選地,所述采樣裝置包括以下部件:
[0024]采樣探頭,用于探入環(huán)境氣體中,對氣體進(jìn)行采集;
[0025]采樣泵,進(jìn)氣口與所述探頭連接,用于提供氣體采集的驅(qū)動(dòng)力;
[0026]采樣管路,用于輸送采集到的氣體。
[0027]另外,本發(fā)明還提供了一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法,包括載氣裝置、富集解吸裝置、汞分析裝置,包括以下步驟:
[0028]S1、定量采集環(huán)境氣體;
[0029]S2、將所述采集到的氣體進(jìn)行預(yù)處理,以去除氣體中的灰塵和水分;
[0030]S3、富集預(yù)處理后的氣體,并加熱解吸分析測量汞的濃度;
[0031]S4、將結(jié)果顯示于顯示裝置上。
[0032]優(yōu)選地,還包括數(shù)據(jù)采集傳輸裝置,在步驟S3之后,進(jìn)行步驟S4的同時(shí),還進(jìn)行以下步驟:
[0033]S5、將各裝置中的控制元件的工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控部件。
[0034]本發(fā)明中的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)中的控制器首先控制采樣裝置從環(huán)境氣體中獲取定量的氣體,氣體經(jīng)預(yù)處理裝置預(yù)處理后得到符合富集要求的氣體,然后在富集解吸裝置中富集,富集結(jié)束后,控制器控制載氣裝置向富集解吸裝置中通入載氣,載氣將解吸后的汞輸送至汞分析裝置進(jìn)行分析測量,從而得到環(huán)境氣體中汞濃度,控制器通過累加載氣過程中汞濃度,得到汞的總量,再通過計(jì)算富集過程和測量過程體積比,計(jì)算出環(huán)境空氣中汞濃度,最后將汞濃度的測量結(jié)果顯示于顯示器上,監(jiān)控人員可以從顯示裝置上了解環(huán)境中汞的濃度含量;控制器反復(fù)控制系統(tǒng)中控制元件進(jìn)行以上操作,就可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境氣體中汞的在線自動(dòng)檢測。
[0035]由于上述控制方法是依靠上述氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)完成的,故本發(fā)明提供的控制方法也具有上述氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)的上述技術(shù)效果。
【專利附圖】
【附圖說明】[0036]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)的連接框圖;
[0037]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例中氣態(tài)汞監(jiān)測方法的流程圖;
[0038]圖3為本發(fā)明另一種實(shí)施例中氣態(tài)汞監(jiān)測方法的流程圖。
[0039]其中,圖1中附圖標(biāo)記和部件名稱之間的一一對應(yīng)關(guān)系如下所示:
[0040]10采樣裝置、11預(yù)處理裝置、12富集解吸裝置、13汞分析裝置、14載氣裝置、15顯示裝置、16數(shù)據(jù)采集傳輸裝置、17質(zhì)量流量控制元件、18抽氣裝置、19控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明的核心為提供一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法,該氣態(tài)汞監(jiān)測裝置可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境氣體的在線自動(dòng)監(jiān)測。
[0042]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合裝置、方法以及附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0043]請參考圖1、圖2,圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)的連接框圖;圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例中氣態(tài)汞監(jiān)測方法的流程圖。
[0044]本發(fā)明提供了一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)包括載氣裝置14、富集解吸裝置12、汞分析裝置13,還包括以下部件:采樣裝置10、預(yù)處理裝置11、控制器19和顯示裝置15,其中,采樣裝置10用于系統(tǒng)工作時(shí)從監(jiān)測環(huán)境中采集定量氣體,采集氣體的量可以由流量閥和控制流量閥開啟時(shí)間確定,當(dāng)然也可以采用其他方式。需要說明的是,此處所述的定量可以是一定質(zhì)量,也可以是一定流量或體積。預(yù)處理裝置11包括除塵部件和除水部件,分別用于去除氣體中的灰塵和水分。
[0045]本發(fā)明中的控制器19,當(dāng)系統(tǒng)處于氣態(tài)汞富集狀態(tài)時(shí),連通采樣裝置10、預(yù)處理裝置11、富集解吸裝置12之間的通道,并啟動(dòng)各裝置中的控制元件進(jìn)行富集工作,例如啟動(dòng)采樣裝置10中的采樣泵等動(dòng)力部件進(jìn)行從環(huán)境中抽取氣體;當(dāng)系統(tǒng)處于解吸狀態(tài)時(shí),連通載氣裝置14、富集解吸裝置12和汞分析裝置13之間的通道,并啟動(dòng)上述三裝置中的控制元件進(jìn)行解吸測量工作,例如啟動(dòng)載氣裝置14中的動(dòng)力部件向富集解吸裝置12中輸送載氣。
[0046]需要說明的是,解吸狀態(tài)時(shí),首先應(yīng)當(dāng)對富集解吸裝置12進(jìn)行加熱,一般加熱溫度為550度以上,將富集于富集解吸裝置12中的汞在加熱的條件下解吸出來,然后通入載氣,載氣將汞蒸氣帶入汞分析裝置13,其中加熱元件的啟動(dòng),也可以由控制器19控制;當(dāng)然,富集后的樣氣也可以由抽氣裝置18快速排出。
[0047]本發(fā)明還包括顯示裝置15,用于顯示汞分析裝置13分析測量所得汞濃度測量結(jié)果O
[0048]富集解吸裝置12可以通過合理設(shè)置相關(guān)部件實(shí)現(xiàn)汞的解吸和富集,一般使用汞齊(金汞齊)或其他吸附材料,在此不作詳述。
[0049]本發(fā)明中的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)中的控制器19首先控制采樣裝置10從環(huán)境氣體中獲取定量的氣體,氣體經(jīng)預(yù)處理裝置11預(yù)處理后得到符合富集要求的氣體,然后在富集解吸裝置12中富集,富集結(jié)束后,控制器19控制載氣裝置14向富集解吸裝置12中通入載氣,載氣將解吸后的汞輸送至汞分析裝置13進(jìn)行分析測量,從而得到環(huán)境氣體中汞濃度,控制器19通過累加載氣過程中汞濃度,得到汞的總量,再通過計(jì)算富集過程和測量過程體積比,計(jì)算出環(huán)境空氣中汞濃度,最后將汞濃度的測量結(jié)果顯示于顯示器上,監(jiān)控人員可以從顯示裝置15上了解環(huán)境中汞的濃度含量;控制器19反復(fù)控制系統(tǒng)中控制元件進(jìn)行以上操作,就可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境氣體中汞的在線自動(dòng)檢測。
[0050]該氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法可以按以下步驟進(jìn)行:
[0051]S1、定量采集環(huán)境氣體;
[0052]S2、將所述采集到的氣體進(jìn)行預(yù)處理,以去除氣體中的灰塵和水分;
[0053]S3、富集預(yù)處理后的氣體;
[0054]S4、加熱解吸并分析測量汞的濃度,并將結(jié)果顯示于顯示裝置15上。
[0055]由于上述控制方法是依靠上述氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)完成的,故該控制方法也具有上述氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)的上述技術(shù)效果。
[0056]在一種具體的實(shí)施方式中,氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)中還可以包括抽氣裝置18和質(zhì)量流量控制元件17,抽氣裝置18用于配合采樣裝置將環(huán)境氣體抽入富集解吸裝置12,抽氣裝置18可以為抽氣泵,也可以為其他部件;質(zhì)量流量控制元件17設(shè)于富集解吸裝置12和抽氣裝置18的連通管路上;質(zhì)量流量控制元件17可以精確計(jì)算流過氣體的質(zhì)量,有利于精確計(jì)算環(huán)境氣體中的汞含量。
[0057]上述各實(shí)施例中的顯示裝置15還可以進(jìn)一步顯示系統(tǒng)中各控制元件的工作狀態(tài)參數(shù),此處所述的工作狀態(tài)參數(shù)包括:采集氣體和載氣的流量和流速、樣氣富集時(shí)間、解吸加熱溫度、解吸時(shí)間等。這樣可以方便監(jiān)控人員或其他人員了解系統(tǒng)的工作狀況,以及環(huán)境的質(zhì)量情況。
[0058]請參考圖3,圖3為本發(fā)明另一種實(shí)施例中氣態(tài)汞監(jiān)測方法的流程圖。
[0059]進(jìn)一步地,上述各實(shí)施例中的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)還可以包括數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16,用于對各裝置中的控制元件的工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控部件;這樣便于監(jiān)控人員對不同環(huán)境中的監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控,節(jié)省人力物力。具體地,系統(tǒng)的控制方法如下:在步驟S3之后,進(jìn)行步驟S4的同時(shí),還進(jìn)行步驟S5、將各裝置中的控制元件的工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控部件。
[0060]進(jìn)一步地,數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16還可以接收遠(yuǎn)程監(jiān)控部件發(fā)送的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16將該數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器19,控制器19可根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)相應(yīng)控制元件的工作狀態(tài),具體地,操作人員通過根據(jù)數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16傳送過來的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)了解環(huán)境空氣的質(zhì)量狀況,如果認(rèn)為監(jiān)測系統(tǒng)中的某控制元件的工作參數(shù)設(shè)置不合理,可以發(fā)送合理工作參數(shù)于數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16,數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16將該工作參數(shù)發(fā)送至控制器19,控制器19根據(jù)接收的工作參數(shù)調(diào)節(jié)或替換控制元件目前的工作參數(shù),使系統(tǒng)的工作可靠性更高,這樣可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控人員對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)控。
[0061]具體地,數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16可以包括數(shù)據(jù)采集儀和無線發(fā)送或接收模塊,數(shù)據(jù)采集儀,用于各所述控制元件的工作狀態(tài)參數(shù)和汞濃度測量結(jié)果;無線發(fā)送或接收模塊,用于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠性比較高。
[0062]另外,上述各實(shí)施例中的采樣裝置10還可以包括以下部件:采樣探頭,用于探入環(huán)境氣體中,對氣體進(jìn)行采集;采樣泵,進(jìn)氣口與所述探頭連接,用于提供氣體采集的驅(qū)動(dòng)力;采樣管路,用于輸送采集到的氣體。
[0063]以上對本發(fā)明所提供的一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出,對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾,這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),包括載氣裝置(14)、富集解吸裝置(12)、汞分析裝置(13),其特征在于,還包括以下部件: 所述采樣裝置(10),用于系統(tǒng)工作時(shí)從監(jiān)測環(huán)境中采集定量氣體; 所述預(yù)處理裝置(11),包括除塵部件和除水部件,分別用于去除氣體中的灰塵和水分; 控制器(19),當(dāng)系統(tǒng)處于氣態(tài)汞富集狀態(tài)時(shí),連通所述采樣裝置(10)、所述預(yù)處理裝置(11)、所述富集解吸裝置(12)之間的通道,并啟動(dòng)各裝置中的控制元件進(jìn)行富集工作;當(dāng)系統(tǒng)處于解吸狀態(tài)時(shí),連通所述載氣裝置(14)、所述富集解吸裝置(12)和汞分析裝置(13)之間的通道,并啟動(dòng)各裝置中的控制元件進(jìn)行解吸測量工作; 所述顯示裝置(15),與所述控制器(19)的信號輸出端連接,用于顯示所述汞分析裝置(13)分析測量所得汞濃度測量結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,還包括以下部件: 抽氣裝置(18),用于將環(huán)境氣體抽入所述富集解吸裝置(12); 質(zhì)量流量控制元件(17),設(shè)于所述富集解吸裝置(12)和所述抽氣裝置(18)的連通管路上。
3.如權(quán)利要求1所述的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,所述顯示裝置(15)還進(jìn)一步顯示系統(tǒng)中各控制元件的工作 狀態(tài)參數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,還包括數(shù)據(jù)采集傳輸裝置(16),用于對各裝置中的控制元件的工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控部件。
5.如權(quán)利要求4所述的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)采集傳輸裝置(16)還可用于接收遠(yuǎn)程監(jiān)控部件發(fā)送的數(shù)據(jù),所述控制器(19)可根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)相應(yīng)控制元件的工作狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求4所述的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)采集傳輸裝置(16)包括: 數(shù)據(jù)采集儀,用于各所述控制元件的工作狀態(tài)參數(shù)和汞濃度測量結(jié)果; 無線發(fā)送或接收模塊,用于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,所述采樣裝置(10)還包括以下部件: 采樣探頭,用于探入環(huán)境氣體中,對氣體進(jìn)行采集; 采樣泵,進(jìn)氣口與所述探頭連接,用于提供氣體采集的驅(qū)動(dòng)力; 采樣管路,用于輸送采集到的氣體。
8.一種氣態(tài)汞監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法,包括載氣裝置(14)、富集解吸裝置(12)、汞分析裝置(13),其特征在于,包括以下步驟: 51、定量采集環(huán)境氣體; 52、將所述采集到的氣體進(jìn)行預(yù)處理,以去除氣體中的灰塵和水分; 53、富集預(yù)處理后的氣體,并加熱解吸分析測量汞的濃度; 54、將結(jié)果顯示于顯示裝置(15)上。
9.如權(quán)利要求8所述的控制方法,其特征在于,還包括數(shù)據(jù)采集傳輸裝置(16),在步驟S3之后,進(jìn)行步驟S4的同時(shí),還進(jìn)行以下步驟:S5、將各裝置中的控制元件的 工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控部件。
【文檔編號】G01N35/00GK103592451SQ201310633784
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】韓占恒 申請人:北京雪迪龍科技股份有限公司