可全程標定大氣采樣系統技術方案

一種可全程標定大氣采樣系統，包括采樣單元、內外標校控制箱、中央控制單元、A/D模塊和I/O模塊。采樣單元包括采樣總管、采樣匯管、加熱部件、總管溫度傳感器、加熱溫度傳感器、抽氣風機和接水容器。室外進樣管路上部向下彎曲，采樣總管垂直向下。總管溫度傳感器安裝在采樣總管上，加熱溫度傳感器和加熱部件安裝在采樣匯管上。采樣管路采用硼硅酸鹽玻璃制成。其優點在于：由于室外進氣管路設計為向下彎曲的形式，采樣管路采用硼硅酸鹽玻璃制成，保證了對采樣氣體，特別對VOCs、羰基類化合物無吸附。同時，采樣過程中實現了室內、外采樣管路的等溫差控制，防止了采樣過程管路內冷凝水露對采樣的干擾而導致測量不準確，測量結果更接近于真實值。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
可全程標定大氣采樣系統
本技術涉及監測系統，特別涉及一種可全程標定大氣采樣系統。
技術介紹
常規大氣采樣中，影響采集效果的主要因素有:采樣管的長度、直徑、流速、壓降以及采樣管的材料。采樣管本身的設計和材質會影響目標化合物的采集效率，監測規范中要求采樣材質為聚四氟乙烯或硼酸鹽玻璃。針對常規大氣，應用較多的是聚四氟乙烯，但該材質容易引起采樣過程中VOCs、羰基化合物等有機物質的吸附和解析問題。另外，通常監測規范要求對空氣氣態污染物分析儀定期標定，但由于環境空氣在經過采樣單元時樣氣中的灰塵會附著在采樣單元管路內壁，灰塵的累積對測量結果會造成干擾，為了量化采樣單元中附著物對監測結果的干擾程度，需要對整個監測系統定期做全程標定。目前環境空氣氣態污染物連續自動監測站房中配套的采樣單元，由于室內外空氣溫度的差異會導致采樣總管內壁結露從而影響采樣效果。南方夏季室內溫度一般保持在20?25°C，而室外溫度一般大于30°C，這種溫度差異會導致樣氣預冷凝結，形成凝露，對監測污染物形成吸附。防止采樣過程中監測污染物對采樣管內壁結露的吸附，對采樣管需要采取措施，保證屋內與屋外采樣管的溫差恒定。
技術實現思路
本技術的目的就是要克服現有技術的上述缺陷，提供一種可全程標定大氣采樣系統，可以保證對采樣氣體，特別對VOCs、羰基類化合物無吸附。同時，采樣過程中實現了室內、外采樣管路的等溫差控制，防止了采樣過程管路內冷凝水露對采樣的干擾而導致測量不準確，測量結果更接近于真實值。為達到上述目的，本技術提供的可全程標定大氣采樣系統，包括采樣單元、內外標校控制箱、中央控制單元及與其分別相連接的A/D模塊和I/O模塊，所述采樣單元包括室外部分和室內部分，所述室外部分安裝在監測站房頂，將采樣總管上部設計為向下彎曲的形式，彎曲部分設有標準氣進氣管，所述采樣總管垂直向下安裝，所述采樣總管的底部安裝有接水容器，所述室外部分還包括總管溫度傳感器，所述總管溫度傳感器安裝在所述采樣總管上；所述室內部分包括采樣匯管、加熱部件、加熱溫度傳感器和抽氣風機，其中，所述采樣匯管與所述采樣總管水平連通，所述采樣匯管設有若干與其連通的支管接頭，所述加熱部件安裝在所述采樣匯管右側的入口一端，所述加熱溫度傳感器安裝在位于所述加熱部件后部的所述采樣匯管上，所述抽氣風機安裝在所述采樣匯管左側的出口 一端，所述抽氣風機的排氣口與大氣相通；所述采樣總管、采樣匯管、支管接頭和接水容器都采用硼硅酸鹽玻璃制成；所述總管溫度傳感器和加熱溫度傳感器分別與所述A/D模塊和中央控制單元依次相連接，所述內外標校控制箱與所述中央控制單元相連接，所述中央控制單元通過I/O模塊與所述加熱裝置和抽氣風機分別相連接。本技術可全程標定大氣采樣系統，其中所述中央控制單元采用嵌入式電腦構成并連接有顯示模塊。本技術可全程標定大氣采樣系統，其中所述中央控制單元連接有子站工控機，中央控制單元設有RS485接口、RJ45接口或無線網卡。本技術可全程標定大氣采樣系統的優點和積極效果在于:由于室外進氣管路設計為向下彎曲的形式，采樣管路中所有與大氣樣氣接觸部分，包括采樣總管、采樣匯管、支管接頭和接水容器都采用硼硅酸鹽玻璃制成，保證對采樣氣體，特別對VOCs、羰基類化合物無吸附。同時，加裝了總管溫度傳感器、加熱溫度傳感器、加熱部件、接水容器和抽氣風機，在采樣過程中實現了室內、外采樣管路的等溫差控制，防止了采樣過程采樣管路內的冷凝水露對采樣的干擾而導致測量不準確，測量結果更接近于環境大氣真實值。下面結合實施例詳細描述本技術提供的可全程標定大氣采樣系統的技術方案。【附圖說明】圖1是本技術可全程標定大氣采樣系統的方框圖；圖2是本技術可全程標定大氣采樣系統中采樣單元的結構示意圖。【具體實施方式】參照圖1，本技術提供的可全程標定大氣采樣系統，包括采樣單元和中央控制單元及與其分別相連接的A/D模塊、顯示模塊及I/O模塊。參照圖2，分為室內部分和室外部分，采樣單元室外部分安裝在監測站房房頂，采樣單元的室外進氣管路豎直向下與采樣單元的室內部分連接。室外部分通常安裝在監測站房房頂，主要包括采樣總管1、總管溫度傳感器5和接水容器9等部分。室外進樣管路上部設計為向下彎曲的形式，彎曲部分設有標準氣進氣管4。采樣總管I垂直向下，總管溫度傳感器5安裝在采樣總管I上，接水容器9安裝在采樣總管I的底部。室內部分包括采樣匯管2、加熱部件3、加熱溫度傳感器6和抽氣風機7。采樣匯管2與采樣總管I水平連通，并設有若干與其連通的支管接頭10。加熱部件3安裝在采樣匯管2右側的入口一端,加熱溫度傳感器6安裝在位于加熱部件3后部的米樣匯管2上,抽氣風機7安裝在采樣匯管2左側的出口一端。抽氣風機7的排氣口與大氣相通。采樣管路中所有與大氣樣氣接觸部分，包括采樣總管1、采樣匯管2、支管接頭10和接水容器9都采用硼硅酸鹽玻璃制成，保證對采樣氣體，特別對VOCs、羰基類化合物無吸附。一臺嵌入式電腦作為整個系統的中央控制單元，配合I/O模塊、A/D模塊及顯示模塊構成整個該系統的核心部件，設有RS485接口。參照圖1，總管溫度傳感器5和加熱溫度傳感器6分別與A/D模塊和中央控制單元依次相連接。中央控制單元通過I/O模塊與加熱裝置3和抽氣風機7分別相連接。中央控制單元連接有內外標校控制箱。在本技術可全程標定大氣采樣系統中，中央控制單元還連接有子站工控機。中央控制單元支持有線和無線網絡通訊方式，可通過RJ45接口或無線網卡連接監測站房的網絡，與子站工控機等平臺通訊。下面說明本技術可全程標定大氣采樣系統的工作過程。該采樣系統可分為兩種工作模式:等溫差模式、標校模式。其中標校模式又可細分為內標模式和全程標校模式。等溫差模式:該模式主要應用于南方夏季高溫高濕的環境中，當系統處于這種工作模式下時:環境空氣受到抽氣風機抽力作用，從進氣口進入采樣管路，成為待分析的樣氣。總管溫度傳感器5獲得室外的溫度，當溫度值小于設定值時加熱裝置3自動開啟，加熱樣氣，并且保證室內管路加熱樣氣的溫度高于室外2?3°C。通過加熱,可使采樣系統在屋內外有一個恒定的溫差，這個溫差一般保持在室內比室外高出2?:TC，這樣可以避免采樣過程中，室外空氣遇冷凝結，形成凝露的現象。內標模式:當選擇內標模式時，標氣經進氣管4進入系統。在此同時，抽氣風機7一直工作，系統所連接的其它未標校儀器不受標氣影響，繼續分析環境空氣。全程標定模式:全程標定模式可用來判斷系統對測量結果影響的程度。進行選用混合標氣壓力鋼瓶時，又可同時對多臺分析儀標校。選擇此模式后，過量標氣從標校控制箱直接通到室外靠近采樣進氣口的部位，抽氣風機延遲20秒后停止工作。這種模式下，所有分析儀均受標氣影響。啟用本技術可全程標定大氣采樣系統后:在正常采樣時，抽氣風機開啟，總管溫度傳感器5通過A/D模塊將室外樣氣溫度傳送給中央控制單元，中央控制單元判斷當前溫度是否在設定值范圍之內，如果樣氣溫度超出設定范圍，則通過I/O模塊控制啟動加熱裝置3，控制室內采樣管的溫度高于室外2?3°C;若樣氣溫度低于設定值，則加熱裝置3不啟動。中央控制單元支持有線和無線網絡通訊方式，可通過RJ45接口或無線網卡連接監測站房的網絡，與子站工本文檔來自技高網...

【技術保護點】
可全程標定大氣采樣系統，包括采樣單元、內外標校控制箱、中央控制單元及與其分別相連接的A/D模塊和I/O模塊，所述采樣單元包括室外部分和室內部分，所述室外部分安裝在監測站房頂，將采樣總管（1）上部設計為向下彎曲的形式，彎曲部分設有標準氣進氣管（4），所述采樣總管（1）垂直向下安裝，所述采樣總管（1）的底部安裝有接水容器（9），其特征在于：所述室外部分還包括總管溫度傳感器（5），所述總管溫度傳感器（5）安裝在所述采樣總管（1）上；所述室內部分包括采樣匯管（2）、加熱部件（3）、加熱溫度傳感器（6）和抽氣風機（7），其中，所述采樣匯管（2）與所述采樣總管（1）水平連通，所述采樣匯管（2）設有若干與其連通的支管接頭（10），所述加熱部件（3）安裝在所述采樣匯管（2）右側的入口一端，所述加熱溫度傳感器（6）安裝在位于所述加熱部件（3）后部的所述采樣匯管（2）上，所述抽氣風機（7）安裝在所述采樣匯管（2）左側的出口一端，所述抽氣風機（7）的排氣口與大氣相通；所述采樣總管（1）、采樣匯管（2）、支管接頭（10）和接水容器（9）都采用硼硅酸鹽玻璃制成；所述總管溫度傳感器（5）和加熱溫度傳感器（6）分別與所述A/D模塊和中央控制單元依次相連接，所述內外標校控制箱與所述中央控制單元相連接，所述中央控制單元通過I/O模塊與所述加熱裝置（3）和抽氣風機（7）分別相連接。...

【技術特征摘要】
1.可全程標定大氣采樣系統，包括采樣單元、內外標校控制箱、中央控制單元及與其分別相連接的A/D模塊和I/O模塊,所述米樣單兀包括室外部分和室內部分,所述室外部分安裝在監測站房頂，將采樣總管(I)上部設計為向下彎曲的形式，彎曲部分設有標準氣進氣管(4)，所述采樣總管(I)垂直向下安裝，所述采樣總管(I)的底部安裝有接水容器(9)，其特征在于:所述室外部分還包括總管溫度傳感器(5)，所述總管溫度傳感器(5)安裝在所述采樣總管(I)上；所述室內部分包括采樣匯管(2)、加熱部件(3)、加熱溫度傳感器(6)和抽氣風機(7 )，其中，所述采樣匯管(2 )與所述采樣總管(I)水平連通，所述采樣匯管(2 )設有若干與其連通的支管接頭(10 )，所述加熱部件(3 )安裝在所述采樣匯管(2 )右側的入口 一端，所述加熱溫度傳感器(6 )安裝在位于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒強，劉紅杰，歐陽俊，
申請(專利權)人：蘇州市環境監測中心站，北京賽克瑪環保儀器有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32