一種煙氣監(jiān)測(cè)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種煙氣監(jiān)測(cè)器，具體包含：煙氣采集裝置、太赫茲監(jiān)測(cè)裝置、數(shù)據(jù)接收裝置；所述煙氣采集裝置，用以獲取煙氣樣品；所述太赫茲監(jiān)測(cè)裝置與煙氣采集裝置相連，用以檢測(cè)所述煙氣采集裝置獲取的煙氣樣品，獲得煙氣樣品中煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出；所述數(shù)據(jù)接收裝置與太赫茲監(jiān)測(cè)裝置，用以分析對(duì)比接收到的煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出所測(cè)煙氣成分和含量。利用本實(shí)用新型測(cè)量煙氣，不僅系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)果精確度高，儀器穩(wěn)定性好，而且煙氣排入大氣之前，使用該煙氣檢測(cè)器對(duì)煙氣進(jìn)行檢測(cè)能夠有效地控制并較少空氣污染。
【專利說明】一種煙氣監(jiān)測(cè)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種煙氣監(jiān)測(cè)器和檢測(cè)方法，具體地，涉及一種基于太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)的煙氣監(jiān)測(cè)器及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]煙氣是氣體和煙塵的混合物，煙氣的成分很復(fù)雜，氣體中包括水蒸汽、SO2, N2, 02、CO、CO2、碳?xì)浠衔镆约暗趸衔锏?，煙塵包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高溫裂解產(chǎn)物等。因此煙氣對(duì)環(huán)境的污染是多種毒物的復(fù)合污染。煙氣不僅污染大氣環(huán)境，還會(huì)對(duì)人體健康造成危害。為了保證人類生活環(huán)境的清潔，國(guó)家明確要求煙氣在排放進(jìn)大氣之前必須進(jìn)行有效的處理。
[0003]工作人員對(duì)煙氣進(jìn)行處理前，必須經(jīng)過有效分析才能判定如何有效的處理，因此如何進(jìn)行準(zhǔn)確的煙氣分析檢測(cè)成為當(dāng)前行業(yè)一亟需解決的問題。常規(guī)的煙氣分析方法主要包括化學(xué)分析法。但是由于燃燒排放煙氣的化學(xué)組成十分復(fù)雜，除了化學(xué)分析方法之外，許多新的檢測(cè)手段和技術(shù)不斷被應(yīng)用于煙氣的檢測(cè)。而現(xiàn)有的分析方法都較為復(fù)雜且比較容易出現(xiàn)誤差。
[0004]鑒于上述問題，如何提供一種有效簡(jiǎn)便的煙氣分析檢測(cè)方法成為當(dāng)前行業(yè)技術(shù)人員一迫切需要解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種煙氣監(jiān)測(cè)器，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)果精確度高，儀器穩(wěn)定性好，而且煙氣排入大氣之前，使用該煙氣檢測(cè)器對(duì)煙氣進(jìn)行檢測(cè)能夠有效地控制并較少空氣污染。
[0006]為達(dá)上訴目的，本實(shí)用新型提供一種煙氣監(jiān)測(cè)器，所述監(jiān)測(cè)裝置包含:煙氣采集裝置、太赫茲監(jiān)測(cè)裝置、數(shù)據(jù)接收裝置；所述煙氣采集裝置，用以獲取煙氣樣品；所述太赫茲監(jiān)測(cè)裝置與煙氣采集裝置相連，用以檢測(cè)所述煙氣采集裝置獲取的煙氣樣品，獲得煙氣樣品中煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出；所述數(shù)據(jù)接收裝置與太赫茲監(jiān)測(cè)裝置，用以接收煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述煙氣采集裝置包括取樣泵、過濾器和制冷器；
[0008]所述取樣泵，取樣泵用于采集煙氣樣本；所述過濾器與取樣泵相連，用以將煙氣樣本過濾，獲得過濾后的煙氣樣本；所述制冷器與過濾器相連，用以對(duì)所述過濾后的煙氣樣本進(jìn)行制冷、干燥處理。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述太赫茲監(jiān)測(cè)裝置包含探測(cè)器和接收器，采用透射式安裝，所述探測(cè)器與接收器分別設(shè)置于樣品兩側(cè)。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述太赫茲監(jiān)測(cè)裝置包含探測(cè)器和接收器，采用反射式安裝，所述探測(cè)器與接收器設(shè)置于樣品一側(cè)。
[0011 ] 在上述技術(shù)方案中，所述探測(cè)器與接收器為全光纖式連接。
[0012]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于:本實(shí)用新型利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)測(cè)量煙氣，并提供該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)果精確度高，儀器穩(wěn)定性好。煙氣排入大氣之前，使用該煙氣檢測(cè)器對(duì)煙氣進(jìn)行檢測(cè)能夠有效地控制并較少空氣污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供煙氣監(jiān)測(cè)器的連接結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供煙氣監(jiān)測(cè)部分的太赫茲透射裝置。
[0015]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供煙氣監(jiān)測(cè)部分的太赫茲透射裝置。
[0016]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的不同壓力下CO氣體的太赫茲時(shí)域譜圖。
[0017]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的不同壓力下CO氣體的太赫茲吸收譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種煙氣監(jiān)測(cè)器，所述煙氣監(jiān)測(cè)器包含:煙氣采集裝置S101、太赫茲監(jiān)測(cè)裝置S102、數(shù)據(jù)接收裝置S103 ;所述煙氣采集裝置，用以獲取煙氣樣品；所述太赫茲監(jiān)測(cè)裝置與煙氣采集裝置相連，用以檢測(cè)所述煙氣采集裝置獲取的煙氣樣品，獲得煙氣樣品中煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出；所述數(shù)據(jù)接收裝置與太赫茲監(jiān)測(cè)裝置，用以接收煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出顯示。
[0020]其中煙氣采集裝置S101，煙氣取樣系統(tǒng)采集煙氣樣本。該煙氣采集裝置包括取樣泵S1011、過濾器S1012和制冷器S1013 ;煙氣取樣系統(tǒng)中取樣泵可以從工廠的煙道或者煙筒內(nèi)抽取氣體，作為進(jìn)行檢測(cè)的樣本；實(shí)際生活中，將該取樣泵至于排放氣體處；過濾器用于將煙氣樣本過濾，得到過濾后煙氣樣本；制冷器對(duì)過濾后的煙氣樣本進(jìn)行制冷、干燥，最后得到干燥的煙氣樣本。
[0021]其中太赫茲監(jiān)測(cè)裝置S102與煙氣采集裝置SlOl相連，用于檢測(cè)所述煙氣采集裝置獲取的煙氣樣品，獲得當(dāng)前煙氣樣品中煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出；本實(shí)用新型中的太赫茲?rùn)z測(cè)裝置為高度集成裝置，太赫茲探測(cè)器和接收器為全光纖式，能很好的與煙氣采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收裝置集成到一起。檢測(cè)時(shí)，為了提高精度，每個(gè)樣品均重復(fù)測(cè)量三次，取其平均值作為最終的樣品信號(hào)。
[0022]其中數(shù)據(jù)接收裝置S103與太赫茲監(jiān)測(cè)裝置S102相連，用以接收煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰然后輸出顯示。
[0023]本實(shí)用新型一優(yōu)選的實(shí)施例中，太赫茲?rùn)z測(cè)裝置可以是高度集成的太赫茲時(shí)域光譜檢測(cè)裝置也可以是手工搭建的開放式太赫茲?rùn)z測(cè)裝置，太赫茲探測(cè)器和接收器為全光纖探測(cè)器和接收器。
[0024]本實(shí)用新型一優(yōu)選的實(shí)施例中，太赫茲探測(cè)器和接收器安裝有兩種方式，具體的為透射式和反射式，具體請(qǐng)參考圖2-圖3所示。采用透射式安裝，具體方式為太赫茲探測(cè)器和接收器在樣品兩側(cè)，好處在于能夠準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)太赫茲波吸收較弱的樣品。
[0025]采用反射式安裝，具體方式為太赫茲探測(cè)器和接收器在樣品的同側(cè)，好處在于能夠準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)太赫茲波吸收較強(qiáng)的樣品。
[0026]本實(shí)用新型通過上述方案，利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)測(cè)量煙氣成分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)果精確度高，儀器穩(wěn)定性好。煙氣排入大氣之前，使用該煙氣檢測(cè)器對(duì)煙氣進(jìn)行檢測(cè)能夠有效地控制并較少空氣污染。
[0027]再請(qǐng)參考圖1所示，圖中太赫茲?rùn)z測(cè)裝置包括探測(cè)器與接收器，所述探測(cè)器與接收器設(shè)置于盛放煙氣樣品的容器兩側(cè)，采用透射式的方式，用于測(cè)量煙氣樣品的樣品信號(hào)，將所述樣品信號(hào)通過傅里葉變換，獲得所述煙氣樣品的特征標(biāo)識(shí)峰。
[0028]本實(shí)用新型一優(yōu)選的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)接收裝置還可包含數(shù)據(jù)庫(kù)、分析模塊及顯示模塊；所述數(shù)據(jù)庫(kù)用以存儲(chǔ)煙氣樣品的特征標(biāo)識(shí)峰與煙氣樣品的對(duì)應(yīng)煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)信息；所述分析模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)相連，用以將接收到的當(dāng)前煙氣樣品的特征標(biāo)識(shí)峰與數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信息作比對(duì)并輸出當(dāng)前煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)；所述顯示模塊與分析模塊相連，用于顯示接收到的煙氣成分與含量。
[0029]在上述技術(shù)方案中，標(biāo)準(zhǔn)樣品的有效太赫茲范圍為0.2-2.5THz。
[0030]再請(qǐng)參考圖4所示，圖4為采用本實(shí)用新型提供的太赫茲監(jiān)測(cè)裝置對(duì)不同壓強(qiáng)下的CO進(jìn)行測(cè)量的太赫茲時(shí)域譜圖，圖5為采用本實(shí)用新型提供的太赫茲監(jiān)測(cè)裝置對(duì)不同壓強(qiáng)下的CO進(jìn)行測(cè)量的太赫茲吸收譜圖。
[0031]采集已知的含有不同成分、不同含量的煙氣樣品，重復(fù)上述過程，最終建立不同成分、不同含量的煙氣樣品的太赫茲數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0032]對(duì)采集的已知成分和含量的煙氣進(jìn)行太赫茲?rùn)z測(cè)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性，若不精確，則進(jìn)行進(jìn)一步校正，最終得到精確的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0033]對(duì)未知成分和含量的煙氣樣本進(jìn)行太赫茲?rùn)z測(cè)，得到樣本的太赫茲譜圖，基于數(shù)據(jù)庫(kù)，智能譜分析軟件對(duì)樣本的太赫茲譜圖進(jìn)行分析，得出樣本煙氣成分和含量，并顯示在數(shù)據(jù)顯示面板上。
[0034]本實(shí)用新型通過上述方案，利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)測(cè)量煙氣成分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)果精確度高，儀器穩(wěn)定性好。煙氣排入大氣之前，使用該煙氣檢測(cè)器對(duì)煙氣進(jìn)行檢測(cè)能夠有效地控制并較少空氣污染。
[0035]在實(shí)際工作中，煙氣監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)煙氣，具體可如下操作:
[0036]首先，利用煙氣采集器采集不同的煙氣樣品:
[0037]然后，測(cè)量樣品光學(xué)信號(hào)，具體方法為在透射式或反射式的太赫茲監(jiān)測(cè)裝置上測(cè)量透過煙氣樣品的太赫茲時(shí)域波譜，作為樣品信號(hào)，為了提高精度，每個(gè)樣品均重復(fù)測(cè)量三次，取其平均值作為最終的樣品信號(hào)。
[0038]最后，建立標(biāo)準(zhǔn)指紋譜庫(kù)，具體方法為將參考信號(hào)和樣品信號(hào)的太赫茲時(shí)域波形進(jìn)行快速傅里葉紅外變換得到參考信號(hào)和樣品信號(hào)的頻域譜圖，分析每種樣品的頻域譜圖，得到其特征標(biāo)識(shí)峰；圖4為利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)測(cè)得不同壓強(qiáng)下，煙氣樣品中CO的頻域譜圖，其中，壓強(qiáng)分別為0.5atm、l.0atm、3.0atm和4.0atm時(shí),煙氣樣品中CO的太赫茲頻域也不同。從圖4可以看出，不同壓強(qiáng)下CO在煙氣樣品中的特征標(biāo)識(shí)峰有不同的體現(xiàn)，煙氣樣品在相同樣品池中，因此，壓強(qiáng)越大，煙氣樣品中CO含量越多，結(jié)合更有效的方法分析每種樣品的特征標(biāo)識(shí)峰位置，建立不同煙氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋譜庫(kù)；對(duì)采集的已知成分和含量的煙氣進(jìn)行太赫茲?rùn)z測(cè)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性，若不精確，則進(jìn)行進(jìn)一步校正，最終得到精確的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0039]通過上述方案，利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)測(cè)量煙氣成分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)果精確度高，儀器穩(wěn)定性好。煙氣排入大氣之前，使用該煙氣檢測(cè)器對(duì)煙氣進(jìn)行檢測(cè)能夠有效地控制并較少空氣污染。
[0040]以上通過具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本實(shí)用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實(shí)用新型并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣監(jiān)測(cè)器，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)器包含:煙氣采集裝置、太赫茲監(jiān)測(cè)裝置、數(shù)據(jù)接收裝置； 所述煙氣采集裝置，用以獲取煙氣樣品； 所述太赫茲監(jiān)測(cè)裝置與煙氣采集裝置相連，用以檢測(cè)所述煙氣采集裝置獲取的煙氣樣品，獲得煙氣樣品中煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出； 所述數(shù)據(jù)接收裝置與太赫茲監(jiān)測(cè)裝置相連，用以接收煙氣成分的特征標(biāo)識(shí)峰并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣監(jiān)測(cè)器，其特征在于，所述煙氣采集裝置包括取樣泵、過濾器和制冷器； 所述取樣泵，取樣泵用于采集煙氣樣本；所述過濾器與取樣泵相連，用以將煙氣樣本過濾，獲得過濾后的煙氣樣本；所述制冷器與過濾器相連，用以對(duì)所述過濾后的煙氣樣本進(jìn)行制冷、干燥處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣監(jiān)測(cè)器，其特征在于，所述太赫茲監(jiān)測(cè)裝置包含探測(cè)器和接收器，采用透射式安裝，所述探測(cè)器與接收器分別設(shè)置于樣品兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣監(jiān)測(cè)器，其特征在于，所述太赫茲監(jiān)測(cè)裝置包含探測(cè)器和接收器，采用反射式安裝，所述探測(cè)器與接收器設(shè)置于樣品一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的煙氣監(jiān)測(cè)器，其特征在于，所述探測(cè)器與接收器為全光纖式連接。
【文檔編號(hào)】G01N21/3586GK203981583SQ201420246646
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】趙昆, 李倩 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)