專利名稱：氣體分析儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于環(huán)境檢測領域，尤其涉及一種氣體分析儀。
背景技術：
總揮發(fā)性有機物簡稱TV0C，是指室溫下飽和蒸氣壓超過了 133. 32pa的有機物，其沸點在50°C至250°C，在常溫下可以蒸發(fā)的形式存在于空氣中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會影響皮膚和黏膜，對人體產生急性損害。TVOC中的許多物質有致癌、致畸、致突變性，這些物質干擾人體內分泌系統(tǒng)，具有遺傳毒性及引起“雌性化”的嚴重后果，對環(huán)境安全和人類生存繁衍構成威脅。大氣中的TVOC包括苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸、石油烴化合物等，可以說是種類繁多且成分復雜。因此開發(fā)靈敏度高且易推廣應用的TVOC分析儀器，以檢測大氣中TVOC的含量。而目前對環(huán)境中TVOC的檢測，大多是采取取樣檢測或使用便攜式分析儀進行現場檢測，取樣檢測方式不能實時得到環(huán)境中TVOC的含量，而現場檢測時，人員會接觸到可能出現的TV0C，對工作人員不利。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種氣體分析儀，無需人員在環(huán)境現場，以實現在線檢測并遠程監(jiān)控環(huán)境中TVOC含量。本實用新型是這樣實現的，一種氣體分析儀，用于TVOC在線分析，包括用于采集采樣氣體的氣體采集模塊；用于檢測所述采樣氣體并反饋檢測信號的氣體檢測模塊；與所述氣體采集模塊和氣體檢測模塊交互、用于分析所述氣體檢測模塊檢測信號并反饋分析數據且控制所述氣體采集模塊工作的數據處理控制模塊；與所述數據處理控制模塊交互、可將分析數據通過無線方式傳送到監(jiān)控中心的無線傳輸模塊，以及，用于供電的電源模塊。進一步地，所述氣體檢測模塊包括檢測所述采樣氣體中各成分濃度的光離子化傳感器。進一步地，還包括對所述氣體采集模塊采集的采樣氣體進行初步探測和處理的預處理模塊。進一步地，所述預處理模塊包括具有預處理室的外殼，所述氣體采集模塊安裝于所述外殼中，所述外殼上開設有供所述采樣氣體進入所述預處理室的進氣孔、所述外殼中安裝有用于初步探測所述預處理室中采樣氣體的若干探測器和用于干燥過濾所述采樣氣體的干燥過濾器，所述外殼上開設有供所述采樣氣體經初步探測和處理后進入氣體檢測模塊的排氣口。具體地，所述若干探測器包括探測所述采樣氣體溫度的溫度探測器、探測所述采樣氣體壓力的壓力探測器、探測所述采樣氣體濕度的濕度探測器、探測所述采樣氣體中可燃氣含量的可燃氣體探測器。進一步地，所述氣體采集模塊包括采集所述采樣氣體的氣泵和控制所述氣泵工作的控制電路。進一步地，還包括與所述數據處理控制模塊相連的人機交互模塊；人機交互模塊包括顯示所述數據處理控制模塊的參數及其反饋的分析數據的顯示屏和對所述數據處理控制模塊進行參數設置的智能按鍵。進一步地，還包括與所述數據處理控制模塊相連、可將分析數據傳送到監(jiān)控中心的串口通訊模塊。具體地，所述光離子化傳感器包括對采集氣體進行離子化的離子化室、供所述采集氣體進入所述離子化室的進氣管、供所述采集氣體排出所述離子化室的排氣管、向所述離子化室照射紫外線的紫外燈、檢測所述離子化室電信號的靜電計和固定于所述離子化室且與所述靜電計電連接的二電極。更具體地，所述光離子化傳感器還包括罩住所述紫外燈的紫外燈罩，所述紫外燈罩與所述離子化室之間設有可使所述紫外燈發(fā)出的紫外線穿透射入所述離子化室的隔離光窗。當要對環(huán)境中氣體TVOC含量進行分析時，數據處理控制模塊控制氣體采集模塊工作，采集采樣氣體，然后經氣體檢測模塊檢測，得到檢測信號，經數據處理控制模塊處理計算分析得到環(huán)境中氣體成份及含量等數據的分析數據，并通過無線傳輸模塊傳送到監(jiān)控中心，以實現在線檢測并遠程監(jiān)控環(huán)境中TVOC含量，對TVOC含量設置報警值，當檢測出的TVOC含量超過報警值時，監(jiān)控中心發(fā)出報警信號，以提醒人員注意安全。該氣體分析儀可對TVOC中各種揮發(fā)性有機氣體進行探測，實時檢測出環(huán)境中的TVOC濃度并及時報警，可避免由于TVOC泄漏導致人員傷亡的情況。可應用于大氣污染監(jiān)測、工業(yè)廢氣的監(jiān)測以及對居住環(huán)境質量的監(jiān)測，另外也可以有效的監(jiān)測到各類化工廠偷排到下水道造成的污染，及時做出應急處理。

圖1是本實用新型實施例提供的一種氣體分析儀原理方框圖。圖2是圖1的氣體分析儀的預處理模塊的立體結構示意圖。圖3是圖1的氣體分析儀包括光離子傳感器部分的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。請參閱圖1至圖2，本實用新型提供了一種氣體分析儀，用于TVOC在線分析，包括用于采集采樣氣體的氣體采集模塊13 ;用于檢測所述采樣氣體并反饋檢測信號的氣體檢測模塊12 ;與所述氣體采集模塊13和氣體檢測模塊12交互、用于分析所述氣體檢測模塊12檢測信號并反饋分析數據且控制所述氣體采集模塊13工作的數據處理控制模塊11 ;與所述數據處理控制模塊11交互、可將分析數據通過無線方式傳送到監(jiān)控中心的無線傳輸模塊15 ;以及用于供電的電源模塊14。當要對環(huán)境中氣體TVOC含量進行分析時，數據處理控制模塊11控制氣體采集模塊13工作，采集采樣氣體，然后經氣體檢測模塊12檢測，得到檢測信號，經數據處理控制模塊11處理計算分析得到環(huán)境中氣體成份及含量等數據的分析數據，并通過無線傳輸模塊15傳送到監(jiān)控中心，以實現在線檢測并遠程監(jiān)控環(huán)境中TVOC含量，對TVOC含量設置報警值，當檢測出的TVOC含量超過報警值時，監(jiān)控中心發(fā)出報警信號，以提醒人員注意安全。該氣體分析儀可對TVOC中各種揮發(fā)性有機氣體進行探測，實時檢測出環(huán)境中的TVOC濃度并及時報警，可避免由于TVOC泄漏導致人員傷亡的情況?？蓱糜诖髿馕廴颈O(jiān)測、工業(yè)廢氣的監(jiān)測以及對居住環(huán)境質量的監(jiān)測，另外也可以有效的監(jiān)測到各類化工廠偷排到下水道造成的污染，及時做出應急處理。本實施例中，主要通過GPRS/CDMA/3G模塊來實現無線傳輸。數據處理控制模塊11以微處理器為核心部件，既控制氣體采集模塊13的工作，以采集采樣氣體以進行檢測，又對氣體檢測模塊12反饋的檢測信號進行處理，從而得到采樣氣體中TVOC含量。電源模塊14主要為氣體分析儀提供電源。進一步地，所述氣體檢測模塊12包括檢測所述采樣氣體中各成分濃度的光離子化傳感器120。通過所述光離子化傳感器120檢測環(huán)境中TVOC濃度，并反饋檢測信號至數據處理控制模塊11。從而實現對環(huán)境中TVOC的檢測。具體地，請參閱圖1至圖3，本實施例中，所述光離子化傳感器120包括對采樣氣體進行離子化的離子化室121、供所述采樣氣體進入所述離子化室121的進氣管122、供所述采樣氣體排出所述離子化室121的排氣管123、向所述離子化室121照射紫外線的紫外燈124、檢測所述離子化室121電信號的靜電計127和固定于所述離子化室121且與所述靜電計127電連接的二電極126。采樣氣體進入離子化室121，在紫外線照射下而被離子化，離子化后的氣體離子在二電極126的作用下而向各電極發(fā)生偏移從而形成電信號，經靜電計127測到，并經數據處理控制模塊11的分析計算確定采集氣體中是否含有TV0C，并得出氣體中TVOC的含量及濃度。檢測完的氣體經排氣管123排出離子化室121。排出離子化室121的氣體還可進入下一 PID變送器或光離子化傳感器120以再一次對采樣氣體的TVOC再次檢測，從而更精確測定環(huán)境中TVOC含量；或對氣體的其它信號參數進行檢測，或直接經排氣口 186排出。所述光離子化傳感器120還包括罩住所述紫外燈124的紫外燈罩125，所述紫外燈罩125與所述離子化室121之間設有可使所述紫外燈124發(fā)出的紫外線穿透射入所述離子化室121的隔離光窗128。設置紫外燈罩125及隔離光窗128以對紫外燈124進行保護，同時，使紫外燈124發(fā)出的紫外線進入到離子化室121，并防止擴散到外界。進一步地，還包括對所述氣體采集模塊13采集的采樣氣體進行初步探測和處理的預處理模塊18。通過對采樣氣體的初步探測和處理，以確定采樣氣體的初步參數和環(huán)境狀況，以便于氣體檢測模塊12檢測更加準確。各探測器采用可插拔式設計，現場維護簡便。進一步地，所述預處理模塊18包括具有預處理室的外殼180，所述氣體采集模塊13安裝于所述外殼180中，所述外殼180上開設有供所述采樣氣體進入所述預處理室的進氣孔185、所述外殼180中安裝有用于初步探測所述預處理室中采樣氣體的若干探測器和用于干燥過濾所述采樣氣體的干燥過濾器(圖中未示出)，所述外殼180上開設有供所述采樣氣體經初步探測和處理后進入氣體檢測模塊12的排氣口 186。將氣體米集模塊13設于預處理模塊18的外殼180中,可對氣體體念模塊進行保護。外殼180可進行防水防塵設計，可避免氣體采集模塊13和若干探測器的損壞。具體地，所述若干探測器包括探測所述采樣氣體溫度的溫度探測器182、探測所述采樣氣體壓力的壓力探測器183、探測所述采樣氣體濕度的濕度探測器181、探測所述采樣氣體中可燃氣含量的可燃氣體探測器184。所述氣體采集模塊13包括采集所述采樣氣體的氣泵和控制所述氣泵工作的控制電路。通過數據處理控制模塊11發(fā)出控制信號到氣體采集模塊13中的控制電路，進而控制氣泵的工作，以吸收采樣氣體進入所述預處理室，并經過干燥過濾器和各探測器，以對采樣氣體進行初步探測和處理。由于TVOC中大多氣體為可燃氣，故設置可燃氣體探測器184，以檢測采樣氣體中可燃氣體的含量，以更好地實時檢測出環(huán)境中可能存在的危險狀態(tài)。設置干燥過濾器，對采樣氣體進行干燥與過濾，以防止采樣氣體中的水份和雜質對后續(xù)傳感器的檢測帶來影響，導致測量不準確。壓力探測器183也可用以檢測環(huán)境中氣流的大??；而溫度探測器182和濕度探測器181以確定環(huán)境溫度、溫度和采樣氣體的溫度與濕度及其變化趨勢，以更好地掌握環(huán)境中可能會出現的危險。所述若干探測器可串聯或并聯起來使用，如將采樣氣體同時濕度探測器181、溫度探測器182、壓力探測器183和可燃氣體探測器184檢測，再進行干燥過渡，之后經排氣口186進入光離子化傳感器120的離子化室121，以實現并聯使用；如將采樣氣體依次經濕度探測器181、溫度探測器182、壓力探測器183和可燃氣體探測器184檢測，再進行干燥過渡，后經排氣口 186排出以實現串聯使用，當然各探測器安裝的先后順序并不固定。本實施例中，通過數據處理控制模塊11與氣體采集模塊13的控制電路電連接，以控制所述氣泵的工作，來實現對氣體采集模塊13工作的控制，從而控制所述氣體分析儀何時對環(huán)境氣體中TVOC含量進行檢測。預處理模塊18的排氣口 186與光離子化室121上的進氣管122相連，氣泵工作對外界氣體進行采樣，經外殼180上的進氣口進入所述預處理室，采樣氣體在預處理室經初步探測和干燥過濾器(圖中未示出)干燥過濾處理，然后經排氣口186進入光離子化傳感器120的離子化室121，以得出檢測信號，再經數據處理控制模塊11分析計算得出氣體中各成份的含量，光離子化傳感器120檢測后的氣體再排出到外界。氣泵對外界氣體進行不間斷采樣，經預處理模塊18探測和處理，再經氣體檢測模塊12檢測，最后排出，從而以實現對環(huán)境中氣體循環(huán)檢測。進一步地，請參閱圖1，所述氣體分析儀還包括對所述數據處理控制模塊11進行參數設置及數據監(jiān)控的人機交互模塊17。人機交互模塊17包括顯示所述數據處理控制模塊11的參數及其反饋的分析數據的顯示屏和對所述數據處理控制模塊11進行參數設置的智能按鍵。通過人機交互模塊17，以實現對數據處理控制模塊11中參數設置，以將所述氣體分析儀使用到不同環(huán)境下時，在現場對其進行校準與調整。當然還可通過無線傳輸模塊15與數據處理控制模塊11間的通訊，以無線的方式，遠程對氣體分析儀進行參數設置。本實施例中，設置有四個智能按鍵，所述顯示屏使用128*64點陣液晶顯示屏。所述氣體分析儀還包括與所述數據處理控制模塊11相連、可將分析數據傳送到監(jiān)控中心的串口通訊模塊16。當使用環(huán)境不允許使用無線傳輸時，可通過串口通訊模塊16以有線的方式將分析數據傳送到監(jiān)控中心。本實施例中，串口通訊模塊16采用MCU內部的串口，配以電平轉換芯片實現串口通訊。本實施例中，所述數據處理控制模塊11采用32位工業(yè)級嵌入式ARM微處理器為計算核心，處理能力強；外殼180的設計充分考慮防水、防塵及現場應用環(huán)境；采用多種自保護技術，以避免損壞各探測器、傳感器及氣泵；同時具有體積小、重量輕，方便攜帶；多種無線通訊方式可選，適應不同的現場需求；檢測精度高、響應快，重復性好；各探測器采用可插拔式設計，現場維護簡便；通過數據處理控制模塊11的智能診斷功能，實現自動報警、自動恢復功能；采用干擾氣體補償技術，避免由于交叉敏感性引起的誤差。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.氣體分析儀，用于TVOC在線分析，其特征在于包括用于采集采樣氣體的氣體采集模塊；用于檢測所述采樣氣體并反饋檢測信號的氣體檢測模塊；與所述氣體采集模塊和氣體檢測模塊交互、用于分析所述氣體檢測模塊檢測信號并反饋分析數據且控制所述氣體采集模塊工作的數據處理控制模塊；與所述數據處理控制模塊交互、可將分析數據通過無線方式傳送到監(jiān)控中心的無線傳輸模塊，以及，用于供電的電源模塊。
2.如權利要求1所述的氣體分析儀，其特征在于所述氣體檢測模塊包括檢測所述采樣氣體中各成分濃度的光離子化傳感器。
3.如權利要求1所述的氣體分析儀，其特征在于還包括對所述氣體采集模塊采集的采樣氣體進行初步探測和處理的預處理模塊。
4.如權利要求3所述的氣體分析儀，其特征在于所述預處理模塊包括具有預處理室的外殼，所述氣體采集模塊安裝于所述外殼中，所述外殼上開設有供所述采樣氣體進入所述預處理室的進氣孔、所述外殼中安裝有用于初步探測所述預處理室中采樣氣體的若干探測器和用于干燥過濾所述采樣氣體的干燥過濾器，所述外殼上開設有供所述采樣氣體經初步探測和處理后進入氣體檢測模塊的排氣口。
5.如權利要求4所述的氣體分析儀，其特征在于所述若干探測器包括探測所述采樣氣體溫度的溫度探測器、探測所述采樣氣體壓力的壓力探測器、探測所述采樣氣體濕度的濕度探測器、探測所述采樣氣體中可燃氣含量的可燃氣體探測器。
6.如權利要求1-5任一項所述的氣體分析儀，其特征在于所述氣體采集模塊包括采集所述采樣氣體的氣泵和控制所述氣泵工作的控制電路。
7.如權利要求1-5任一項所述的氣體分析儀，其特征在于還包括與所述數據處理控制模塊相連的人機交互模塊；人機交互模塊包括顯示所述數據處理控制模塊的參數及其反饋的分析數據的顯示屏和對所述數據處理控制模塊進行參數設置的智能按鍵。
8.如權利要求1-5任一項所述的氣體分析儀，其特征在于還包括與所述數據處理控制模塊相連、可將分析數據傳送到監(jiān)控中心的串口通訊模塊。
9.如權利要求3所述的氣體分析儀，其特征在于所述光離子化傳感器包括對采集氣體進行離子化的離子化室、供所述采集氣體進入所述離子化室的進氣管、供所述采集氣體排出所述離子化室的排氣管、向所述離子化室照射紫外線的紫外燈、檢測所述離子化室電信號的靜電計和固定于所述離子化室且與所述靜電計電連接的二電極。
10.如權利要求9所述的氣體分析儀，其特征在于所述光離子化傳感器還包括罩住所述紫外燈的紫外燈罩，所述紫外燈罩與所述離子化室之間設有可使所述紫外燈發(fā)出的紫外線穿透射入所述離子化室的隔離光窗。
專利摘要本實用新型適用于環(huán)境檢測領域，提供了一種氣體分析儀，用于TVOC在線分析，包括用于采集采樣氣體的氣體采集模塊；用于檢測所述采樣氣體并反饋檢測信號的氣體檢測模塊；與所述氣體采集模塊和氣體檢測模塊交互、用于分析所述氣體檢測模塊檢測信號并反饋分析數據且控制所述氣體采集模塊工作的數據處理控制模塊；與所述數據處理控制模塊交互、可將分析數據通過無線方式傳送到監(jiān)控中心的無線傳輸模塊；以及電源模塊。該氣體分析儀可對TVOC中各種揮發(fā)性有機氣體進行探測，實時檢測出環(huán)境中的TVOC濃度并及時報警，可避免由于TVOC泄漏導致人員傷亡的情況。可應用于大氣污染監(jiān)測、工業(yè)廢氣的監(jiān)測以及對居住環(huán)境質量的監(jiān)測。
文檔編號G01N27/64GK202886326SQ20122051485
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權日2012年10月9日
發(fā)明者夏濤, 史曉光, 楊苗 申請人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司