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、預處理裝置和顯示裝置、控制器；當系統(tǒng)處于氣態(tài)汞富集狀態(tài)時，連通采樣裝置、預處理裝置、富集解吸裝置之間的通道，并啟動各裝置中的控制元件進行富集工作；當系統(tǒng)處于解吸狀態(tài)時，連通載氣裝置、富集解吸裝置和汞分析裝置之間的通道，并啟動各裝置中的控制元件進行解吸測量工作；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果；該系統(tǒng)可以實現(xiàn)環(huán)境氣體的在線自動監(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
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境檢測【技術領域】，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】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，重金屬在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等方面的廣泛應用，各類重金屬所造成的環(huán)境污染問題日益嚴重，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等特點，對環(huán)境以及生物的危害是深遠的，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)生的價態(tài)汞在排放進入大氣后，會結合空氣中的水分、粉塵，降落到地面及水體之中，通過微生物的一系列作用，轉化成為毒性極強的甲基汞，對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境及人口造成嚴重的影響。因此，在線汞監(jiān)測方法具有十分重要意義，現(xiàn)有技術一般通過以下方式實現(xiàn)汞的在線監(jiān)測。
[0004]因環(huán)境中汞的含量比較低，現(xiàn)有技術的汞分析裝置直接檢測樣氣很難實現(xiàn)汞的檢測，故現(xiàn)有技術一般設置富集解吸裝置對環(huán)境中的汞進行富集和解吸處理。
[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)過一段時間后，富集完畢；然后對富集解吸裝置進行加熱，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入汞分析裝置，進行分析檢測。
[0006]但是，目前通過這種測量方式僅能實現(xiàn)環(huán)境氣體汞濃度的測量，而不能實現(xiàn)環(huán)境氣體汞濃度的自動在線監(jiān)測。
[0007]因此，如何實現(xiàn)環(huán)境氣體的在線自動監(jiān)測，是本領域內(nèi)技術人員亟待解決的技術問題。

【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)可以實現(xiàn)環(huán)境氣體的在線自動監(jiān)測。
[0009]為解決上述技術問題，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)工作時從監(jiān)測環(huán)境中采集定量氣體；
[0011]所述預處理裝置，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，當系統(tǒng)處于氣態(tài)汞富集狀態(tài)時，連通所述采樣裝置、所述預處理裝置、所述富集解吸裝置之間的通道，并啟動各裝置中的控制元件進行富集工作；當系統(tǒng)處于解吸狀態(tài)時，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，并啟動各裝置中的控制元件進行解吸測量工作；[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/或汞濃度測量結果傳輸給遠程監(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，對氣體進行采集；
[0025]采樣泵，進氣口與所述探頭連接，用于提供氣體采集的驅(qū)動力；
[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行預處理，以去除氣體中的灰塵和水分；
[0030]S3、富集預處理后的氣體，并加熱解吸分析測量汞的濃度；
[0031]S4、將結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，進行步驟S4的同時，還進行以下步驟:
[0033]S5、將各裝置中的控制元件的工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結果傳輸給遠程監(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)預處理裝置預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，再通過計算富集過程和測量過程體積比，計算出環(huán)境空氣中汞濃度，最后將汞濃度的測量結果顯示于顯示器上，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；控制器反復控制系統(tǒng)中控制元件進行以上操作，就可以實現(xiàn)對環(huán)境氣體中汞的在線自動檢測。
[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)的上述技術效果。
【專利附圖】

【附圖說明】[0036]圖1為本發(fā)明一種實施例中氣態(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中附圖標記和部件名稱之間的一一對應關系如下所示:
[0040]10采樣裝置、11預處理裝置、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)測裝置可以實現(xiàn)環(huán)境氣體的在線自動監(jiān)測。
[0042]為了使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合裝置、方法以及附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0043]請參考圖1、圖2，圖1為本發(fā)明一種實施例中氣態(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間確定，當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，當系統(tǒng)處于氣態(tài)汞富集狀態(tài)時，連通采樣裝置10、預處理裝置11、富集解吸裝置12之間的通道，并啟動各裝置中的控制元件進行富集工作，例如啟動采樣裝置10中的采樣泵等動力部件進行從環(huán)境中抽取氣體；當系統(tǒng)處于解吸狀態(tài)時，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，并啟動上述三裝置中的控制元件進行解吸測量工作，例如啟動載氣裝置14中的動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，首先應當對富集解吸裝置12進行加熱，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，也可以由控制器19控制；當然，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果O
[0048]富集解吸裝置12可以通過合理設置相關部件實現(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)預處理裝置11預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，再通過計算富集過程和測量過程體積比，計算出環(huán)境空氣中汞濃度，最后將汞濃度的測量結果顯示于顯示器上，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反復控制系統(tǒng)中控制元件進行以上操作，就可以實現(xiàn)對環(huán)境氣體中汞的在線自動檢測。
[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行:
[0051]S1、定量采集環(huán)境氣體；
[0052]S2、將所述采集到的氣體進行預處理，以去除氣體中的灰塵和水分；
[0053]S3、富集預處理后的氣體；
[0054]S4、加熱解吸并分析測量汞的濃度，并將結果顯示于顯示裝置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)的上述技術效果。
[0056]在一種具體的實施方式中，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可以精確計算流過氣體的質(zhì)量，有利于精確計算環(huán)境氣體中的汞含量。
[0057]上述各實施例中的顯示裝置15還可以進一步顯示系統(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、樣氣富集時間、解吸加熱溫度、解吸時間等。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)明另一種實施例中氣態(tài)汞監(jiān)測方法的流程圖。
[0059]進一步地，上述各實施例中的氣態(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/或汞濃度測量結果傳輸給遠程監(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，進行步驟S4的同時，還進行步驟S5、將各裝置中的控制元件的工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結果傳輸給遠程監(jiān)控部件。
[0060]進一步地，數(shù)據(jù)采集傳輸裝置16還可以接收遠程監(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)實時了解環(huán)境空氣的質(zhì)量狀況，如果認為監(jiān)測系統(tǒng)中的某控制元件的工作參數(shù)設置不合理，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，這樣可以實現(xiàn)監(jiān)控人員對系統(tǒng)的遠程調(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結構簡單，工作可靠性比較高。
[0062]另外，上述各實施例中的采樣裝置10還可以包括以下部件:采樣探頭，用于探入環(huán)境氣體中，對氣體進行采集；采樣泵，進氣口與所述探頭連接，用于提供氣體采集的驅(qū)動力；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)及其控制方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實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。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
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)工作時從監(jiān)測環(huán)境中采集定量氣體； 所述預處理裝置(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)，當系統(tǒng)處于氣態(tài)汞富集狀態(tài)時，連通所述采樣裝置(10)、所述預處理裝置(11)、所述富集解吸裝置(12)之間的通道，并啟動各裝置中的控制元件進行富集工作；當系統(tǒng)處于解吸狀態(tài)時，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，并啟動各裝置中的控制元件進行解吸測量工作； 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果。
2.如權利要求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/或汞濃度測量結果傳輸給遠程監(jiān)控部件。
5.如權利要求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)相應控制元件的工作狀態(tài)。
6.如權利要求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.如權利要求1至6任一項所述的氣態(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，對氣體進行采集； 采樣泵，進氣口與所述探頭連接，用于提供氣體采集的驅(qū)動力； 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行預處理，以去除氣體中的灰塵和水分； 53、富集預處理后的氣體，并加熱解吸分析測量汞的濃度； 54、將結果顯示于顯示裝置(15)上。
9.如權利要求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，進行步驟S4的同時，還進行以下步驟:S5、將各裝置中的控制元件的 工作狀態(tài)和/或汞濃度測量結果傳輸給遠程監(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