一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统，包括预富集系统和PID监测系统，在预富集系统中设置预处理单元和预富集单元，在PID监测系统中设置PID检测单元，通过将厂界环境空气通入预富集单元集中捕集欲测定的痕量物质，提高浓度，再通过加热的方式使之集中释放出来，再经由预处理单元对厂界环境空气进行吸附和除湿后通入预富集单元将预富集单元中的气体吹扫到PID检测单元进行检测分析，从而使预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法具有了在VOCs环境浓度不变的情况下,提高传感器对VOCs物质的响应的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法
本专利技术涉及环境大气监测
，具体涉及一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法。
技术介绍
挥发性有机物(Volatileorganiccompounds,VOCs)是一类重要的气态污染物，它通常指常压下沸点在50～260℃，室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的有机化合物。VOCs作为重要的气态污染物，对大气环境和人体健康都有显著影响。但是在无组织排放的厂界环境空气中，VOCs的含量往往很低，大多数传感器对低浓度VOCs的响应很小,无法应用于实际生活中。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法，通过增加预富集单元来弥补传感器本身的不足,即在气体进入传感器测试腔之前,先将其浓缩富集,然后改变条件,使VOCs从快速脱附,从而可以提高检测物的浓度,在VOCs环境浓度不变的情况下,提高传感器对VOCs物质的响应解决了现有的传感器存在对低浓度VOCs响应小的问题。鉴于上述问题，本专利技术提出的技术方案是：一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统，包括：预富集系统、PID监测系统、气泵和控制器。所述预富集系统包括第一管道、预处理单元、第一电磁阀、第一三通管、预富集单元、第三三通管、第五电磁阀和第五三通管；其中，所述第一管道从左至右依次贯通连接所述第一管道、所述预处理单元、所述第一电磁阀、所述第一三通管、所述预富集单元、所述第三三通管、所述第五电磁阀和所述第五三通管并与气泵连通，所述预处理单元内部分别设置有吸附元件和干燥元件，所述吸附元件设置于所述干燥元件的一侧，所述预富集单元包括加热部件和吸附部件，所述加热部件设置于所述吸附部件的一侧；所述PID监测系统包括第二电磁阀、第二三通管、第三电磁阀、第四三通管、第四电磁阀、PID检测单元、第二管道、第三管道和第四管道；其中，所述第二管道从左至有依次贯通连接所述第二电磁阀、所述第二三通管、所述第三电磁阀、所述第四三通管和所述第四电磁阀和所述PID检测单元，并与所述第五三通管的一端连通，所述第三管道的一端与所述第一三通管的一端连通，所述第三管道的另一端与第二三通管的一端连通，所述第四管道的一端与所述第三三通管的一端连通，所述第四管道的另一端与所述第四三通管的一端连通；所述控制器分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述PID检测单元、所述气泵和所述加热部件通信连接。为了更好的实现本专利技术技术方案，还采用了如下技术措施。进一步的，所述预富集单元为吸附管或MEMS微富集器中任一种。进一步的，所述吸附元件为装载活性炭吸附物质的管件，用于吸附空气中的VOCs，所述干燥元件为nafion管件或装载分子筛的管件中任一种，所述干燥元件用于吸收空气中的水分。进一步的，所述吸附部件用于吸附空气中VOCs，所述加热部件用于加热所述吸附部件使所述吸附部件中吸附的VOCs释放出来。一种预富集+PID监测空气中VOCs系统的操作方法，包括以下步骤:S1，吸附模式，操作控制器启动气泵，第二电磁阀、第五电磁阀开启，第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀关闭，在气泵的抽吸下，厂界环境空气由第二管道进入，依次通过第二电磁阀、第一三通管进入预富集单元，待分析的VOCs物质在预富集单元中富集；S2，脱附模式，操作控制器关闭气泵和第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀关闭，预富集单元加热部件启动，使吸附的VOCs物质充分脱附；S3，分析模式，操作控制器启动气泵，第一电磁阀、第四电磁阀开启，第二电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀关闭，在气泵的抽吸下，厂界环境空气由第一管道进入，依次通过预处理单元、第一电磁阀、预富集单元、第三三通管、第四三通管和第四电磁阀进入PID检测单元，将预富集单元中的脱附的VOCs物质通入PID检测单元中分析；S4，清洗模式，操作控制器启动气泵，第一电磁阀、第五电磁阀开启，第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀关闭，在气泵的抽吸下，厂界环境空气由第一管道进入，依次通过预处理单元、第一电磁阀、第一三通管、预富集单元、第三三通管、第五电磁阀和第五三通管，空气吹扫预富集单元；S5，循环，重复上述步骤S1-S4。一种预富集+PID监测空气中VOCs系统的维护和校准方法，包括以下步骤:Sa，基线模式，操作控制器启动气泵，第一电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀开启，第二电磁阀、第四电磁阀关闭，厂界环境空气由第一管道进入，依次通过预处理单元、第一电磁阀、第一三通管、预富集单元、第三三通管、第五电磁阀和第五三通管，经过预处理单元除去其中的VOCs组分及水分，控制器获取PID检测单元在除烃空气中的检测电信号，用于将来监测时进行数据比对；Sb，校准模式，将已知浓度的苯校准气体经由第二管道导入，重复步骤S1-S4，将校准气体的浓度折合成碳，将分析得到的数据写入PID检测单元，实现VOCs的校准。相对于现有技术而言，本专利技术的有益效果是：通过设置预富集系统和PID监测系统，在预富集系统中设置预处理单元和预富集单元，在PID监测系统中设置PID检测单元，通过将厂界环境空气通入预富集单元集中捕集欲测定的痕量物质，提高浓度，再通过加热的方式使之集中释放出来，再经由预处理单元对厂界环境空气进行吸附和除湿后通入预富集单元将预富集单元中的气体吹扫到PID检测单元进行检测分析，从而使预富集+PID监测空气中VOCs的系统及方法具有了在VOCs环境浓度不变的情况下,提高传感器对VOCs物质的响应的效果。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明图1为本专利技术实施例公开的预富集+PID监测空气中VOCs的系统结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的预处理单元结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的预富集单元结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的一种预富集+PID监测空气中VOCs系统的操作方法流程示意图；图5为本专利技术实施例公开的一种预富集+PID监测空气中VOCs系统的维护和校准方法流程示意图；图6为本专利技术实施例公开的预富集+PID监测空气中VOCs的系统通信流程框图。附图标记：1-预富集系统；101-第一管道；102-预处理单元；10201-吸附元件；10202-干燥元件；103-第一电磁阀；104-第一三通管；105-预富集单元；10501-加热部件；10502-吸附部件；106-第三三通管；107-第五电磁阀；108-第五三通管；2-PID监测系统；201-第二电磁阀；202-第二三通管；203-第三电磁阀；204-第四三通管；205-第四电磁阀；206-PID检测单元；207-第二管道；208-第三管道；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统，其特征在于，包括：/n预富集系统，所述预富集系统包括第一管道、预处理单元、第一电磁阀、第一三通管、预富集单元、第三三通管、第五电磁阀和第五三通管；/n其中，所述第一管道从左至右依次贯通连接所述第一管道、所述预处理单元、所述第一电磁阀、所述第一三通管、所述预富集单元、所述第三三通管、所述第五电磁阀和所述第五三通管并与气泵连通，所述预处理单元内部分别设置有吸附元件和干燥元件，所述吸附元件设置于所述干燥元件的一侧，所述预富集单元包括加热部件和吸附部件，所述加热部件设置于所述吸附部件的一侧；/nPID监测系统，所述PID监测系统包括第二电磁阀、第二三通管、第三电磁阀、第四三通管、第四电磁阀、PID检测单元、第二管道、第三管道和第四管道；/n其中，所述第二管道从左至有依次贯通连接所述第二电磁阀、所述第二三通管、所述第三电磁阀、所述第四三通管和所述第四电磁阀和所述PID检测单元，并与所述第五三通管的一端连通，所述第三管道的一端与所述第一三通管的一端连通，所述第三管道的另一端与第二三通管的一端连通，所述第四管道的一端与所述第三三通管的一端连通，所述第四管道的另一端与所述第四三通管的一端连通；/n控制器，所述控制器分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述PID检测单元、所述气泵和所述加热部件通信连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统，其特征在于，包括：
预富集系统，所述预富集系统包括第一管道、预处理单元、第一电磁阀、第一三通管、预富集单元、第三三通管、第五电磁阀和第五三通管；
其中，所述第一管道从左至右依次贯通连接所述第一管道、所述预处理单元、所述第一电磁阀、所述第一三通管、所述预富集单元、所述第三三通管、所述第五电磁阀和所述第五三通管并与气泵连通，所述预处理单元内部分别设置有吸附元件和干燥元件，所述吸附元件设置于所述干燥元件的一侧，所述预富集单元包括加热部件和吸附部件，所述加热部件设置于所述吸附部件的一侧；
PID监测系统，所述PID监测系统包括第二电磁阀、第二三通管、第三电磁阀、第四三通管、第四电磁阀、PID检测单元、第二管道、第三管道和第四管道；
其中，所述第二管道从左至有依次贯通连接所述第二电磁阀、所述第二三通管、所述第三电磁阀、所述第四三通管和所述第四电磁阀和所述PID检测单元，并与所述第五三通管的一端连通，所述第三管道的一端与所述第一三通管的一端连通，所述第三管道的另一端与第二三通管的一端连通，所述第四管道的一端与所述第三三通管的一端连通，所述第四管道的另一端与所述第四三通管的一端连通；
控制器，所述控制器分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述PID检测单元、所述气泵和所述加热部件通信连接。


2.根据权利要求1所述的一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统，其特征在于：所述预富集单元为吸附管或MEMS微富集器中任一种。


3.根据权利要求1所述的一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统，其特征在于：所述吸附元件为装载活性炭吸附物质的管件，用于吸附空气中的VOCs，所述干燥元件为nafion管件或装载分子筛的管件中任一种，所述干燥元件用于吸收空气中的水分。


4.根据权利要求1所述的一种预富集+PID监测空气中VOCs的系统，其特征在于：所述吸附部件用于吸附空气中VOCs，所述加热部件用于加热所述吸附部件使所述吸附部件中吸附的VOCs...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘富栋，张伟，
申请(专利权)人：青岛崂山电子仪器总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37