一種氣體監(jiān)測儀及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，提供一種氣體監(jiān)測儀及系統(tǒng)，包括底座，所述底座上設(shè)置有前氣倉和主氣倉，所述前氣倉和主氣倉之間設(shè)置有緩沖板，所述緩沖板上分布有通孔，所述前氣倉的頭端還開設(shè)有漏斗形進(jìn)氣口，所述主氣倉尾端還設(shè)有出氣口，且在所述出氣口與所述緩沖板間還設(shè)有導(dǎo)流槽，所述主氣倉上還安裝有氣體傳感器。本發(fā)明采用焦耳-湯姆遜效應(yīng)致冷，無需干燥劑可方便除去氣體中的水分，防止水分在氣體傳感器表面凝結(jié)；另外前氣倉設(shè)置在主氣室之前，構(gòu)成一個(gè)緩沖，去除氣泵帶來的氣流脈沖，減少傳感器噪音輸出；此外，氣體傳感器直接浸入待測氣體中，構(gòu)成最直接最短的接觸路徑，有利于提高監(jiān)測儀的響應(yīng)速度。
【專利說明】一種氣體監(jiān)測儀及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種氣體監(jiān)測儀及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境問題，特別是大氣污染問題，是現(xiàn)階段的一個(gè)廣為關(guān)注的問題。中國現(xiàn)階段的 特點(diǎn)是工業(yè)生產(chǎn)突飛猛進(jìn)，基礎(chǔ)建設(shè)日新月異。隨之而來的問題是環(huán)境問題日益突出。據(jù)董 小林等在《陜西省關(guān)中區(qū)域中心城市大氣污染經(jīng)濟(jì)損失分析》中計(jì)算，早在2002年，陜西省 關(guān)中區(qū)域因?yàn)榇髿馕廴驹斐傻膿p失就為當(dāng)年GDP的0.99%。另外，在2013年，由國內(nèi)外環(huán) 境領(lǐng)域?qū)＜医M成的工作小組，以及亞洲開發(fā)銀行的專業(yè)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合完成的報(bào)告《邁向環(huán)境可 持續(xù)的未來一中華人民共和國國家環(huán)境分析》顯示，中國的空氣污染每年造成的經(jīng)濟(jì)損失， 僅基于疾病成本的估算，就相當(dāng)于國內(nèi)生產(chǎn)總值的1. 2%;基于支付意愿估算則高達(dá)3. 8%。 環(huán)境的監(jiān)測和治理已經(jīng)迫在眉睫。
[0003] 對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測的儀器，一般都有一個(gè)氣倉，用以安裝各種傳感器；同時(shí)還有一個(gè) 連接氣倉和待測氣體的氣路，對(duì)待測氣體進(jìn)行采樣以及預(yù)處理，經(jīng)監(jiān)測后排出?，F(xiàn)在的氣體 傳感器測量技術(shù)，要求待測氣體沒有較多的粉塵或者水汽，因?yàn)榉蹓m容易覆蓋堵塞傳感器 表面，水汽容易凝結(jié)，影響傳感器的電子性能。因此，現(xiàn)有的監(jiān)測儀器，通常在氣路中利用過 濾裝置來去除粉塵，利用干燥裝置來去除水分。對(duì)于在線監(jiān)測儀器，這樣的現(xiàn)有技術(shù)方案還 不成熟，需要頻繁更換干燥劑。
[0004] 同時(shí)，安裝傳感器的氣倉，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間（反應(yīng)速度），以及測量數(shù)據(jù) 可靠性，都至為關(guān)鍵。通常環(huán)境監(jiān)測儀器的氣路和氣倉設(shè)計(jì)，配合傳感器使用，其響應(yīng)時(shí)間 (信號(hào)達(dá)到最大值的90%) -般在30秒左右。這一響應(yīng)時(shí)間過長，不利于需要快速反饋控 制的應(yīng)用，特別是對(duì)有毒氣體的反饋控制。另一方面，因?yàn)闅饴分衅毡槭褂每諝獗?，而空?泵一般會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的氣流脈沖。這個(gè)氣流脈沖不利于傳感器的探測，最好是能從設(shè)計(jì)上去 除此類脈沖，以降低傳感器的輸出噪聲。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種氣體監(jiān)測儀及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有氣 體監(jiān)測儀在氣路上需要設(shè)置干燥劑以及傳感器的響應(yīng)速度過慢等技術(shù)問題。
[0006] -方面，所述氣體監(jiān)測儀包括底座，所述底座上設(shè)置有前氣倉和主氣倉，所述前氣 倉和主氣倉之間設(shè)置有緩沖板，所述緩沖板上分布有通孔，所述前氣倉的頭端還開設(shè)有漏 斗形進(jìn)氣口，所述主氣倉尾端還設(shè)有出氣口，且在所述出氣口與所述緩沖板間還設(shè)有導(dǎo)流 槽，所述主氣倉上還安裝有氣體傳感器。
[0007] 進(jìn)一步的，所述前氣倉與緩沖板由耐腐蝕耐銹蝕的金屬材料制成。
[0008] 進(jìn)一步的，采用耐腐蝕耐銹蝕的塑料制成。
[0009] 進(jìn)一步的，所述緩沖板上的通孔不均勻分布。
[0010] 進(jìn)一步的，所述前氣倉為半球狀，且前氣倉和主氣倉內(nèi)表面經(jīng)光滑處理。
[0011] 進(jìn)一步的，所述前氣倉、緩沖板、主氣倉底部逐漸降低。
[0012] 進(jìn)一步的，所述前氣倉、主氣倉頂部還設(shè)有蓋板。
[0013] 另一方面，所述氣體監(jiān)測系統(tǒng)，包括所述的氣體監(jiān)測儀，所述氣體監(jiān)測儀的漏斗形 進(jìn)氣口還連接有進(jìn)氣管道，出氣口連接有出氣管道，所述進(jìn)氣管道上依次設(shè)置有過濾器、氣 泵，所述出氣管道上設(shè)有流量傳感器。
[0014] 進(jìn)一步的，所述氣體監(jiān)測儀與氣泵之間，以及氣體監(jiān)測儀與流量傳感器之間均設(shè) 置有電磁閥。
[0015] 進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣管道的進(jìn)口處以及出氣管道的出口處，連接有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)出氣接 □。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明設(shè)計(jì)的氣倉利用焦耳-湯姆遜效應(yīng)致冷，使用抽氣 泵為前氣倉供氣，壓縮氣體經(jīng)過漏斗形進(jìn)氣口進(jìn)入前氣倉，由于漏斗形進(jìn)氣口的節(jié)流限氣 作用，可以達(dá)到增壓的效果，在進(jìn)氣口處形成一個(gè)相對(duì)高壓，氣體進(jìn)入前氣倉后很快擴(kuò)散， 達(dá)到均勻恒定壓力，根據(jù)焦耳-湯姆遜效應(yīng)迅速制冷，氣體中的水汽凝結(jié)，然后通過導(dǎo)流槽 排出，這樣無需設(shè)置干燥劑即可達(dá)到除去氣體中水分的目的；另一方面，前氣倉設(shè)置在主氣 室之前，構(gòu)成一個(gè)緩沖，去除氣泵帶來的氣流（氣壓）脈沖，減少傳感器噪音輸出；第三，氣 體傳感器直接浸入待測氣體中，構(gòu)成最直接最短的接觸路徑，有利于提高監(jiān)測儀的響應(yīng)速 度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的緩沖板的結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明， 并不用于限定本發(fā)明。
[0021] 首先介紹焦耳-湯姆遜效應(yīng)。在1852年，焦耳和湯姆遜完成了一個(gè)節(jié)流膨脹實(shí)驗(yàn)， 證實(shí)了實(shí)際氣體在膨脹時(shí)所發(fā)生的溫度變化現(xiàn)象。這一現(xiàn)象后來被命名為焦耳-湯姆遜效 應(yīng)（Joule-Thomson effect),簡稱焦-湯效應(yīng)（J-T效應(yīng)）。在工程上，利用這一自然物理 現(xiàn)象的工程過程，通常被叫做節(jié)流過程。節(jié)流過程和另外一種叫做絕熱膨脹過程，是工業(yè)上 最為常用的兩種獲得低溫的方法。
[0022] 節(jié)流過程前后氣體的焓值（總熱量）不變，熵值（總混亂度）增加。描述焦-湯 效應(yīng)一般用焦-湯系數(shù)

【權(quán)利要求】
1. 一種氣體監(jiān)測儀，其特征在于，所述氣體監(jiān)測儀包括底座，所述底座上設(shè)置有前氣倉 和主氣倉，所述前氣倉和主氣倉之間設(shè)置有緩沖板，所述緩沖板上分布有通孔，所述前氣倉 的頭端還開設(shè)有漏斗形進(jìn)氣口，所述主氣倉尾端還設(shè)有出氣口，且在所述出氣口與所述緩 沖板間還設(shè)有導(dǎo)流槽，所述主氣倉上還安裝有氣體傳感器。
2. 如權(quán)利要求1所述氣體監(jiān)測儀，其特征在于，所述前氣倉與緩沖板由耐腐蝕耐銹蝕 的金屬材料制成。
3. 如權(quán)利要求2所述氣體監(jiān)測儀，其特征在于，主氣倉與底座一體成型，采用耐腐蝕耐 銹蝕的塑料制成。
4. 如權(quán)利要求3所述氣體監(jiān)測儀，其特征在于，所述緩沖板上的通孔不均勻分布。
5. 如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述氣體監(jiān)測儀，其特征在于，所述前氣倉為半球狀，且前氣 倉和主氣倉內(nèi)表面經(jīng)光滑處理。
6. 如權(quán)利要求5所述氣體監(jiān)測儀，其特征在于，所述前氣倉、緩沖板、主氣倉底部逐漸 降低。
7. 如權(quán)利要求6所述氣體監(jiān)測儀，其特征在于，所述前氣倉、主氣倉頂部還設(shè)有蓋板。
8. -種氣體監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的氣體 監(jiān)測儀，所述氣體監(jiān)測儀的漏斗形進(jìn)氣口還連接有進(jìn)氣管道，出氣口連接有出氣管道，所述 進(jìn)氣管道上依次設(shè)置有過濾器、氣泵，所述出氣管道上設(shè)有流量傳感器。
9. 如權(quán)利要求8所述氣體監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體監(jiān)測儀與氣泵之間，以及氣 體監(jiān)測儀與流量傳感器之間均設(shè)置有電磁閥。
10. 如權(quán)利要求9所述氣體監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氣管道的進(jìn)口處以及出氣管 道的出口處，連接有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)出氣接口。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK104267146SQ201410430602
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】盧永雄, 劉潤浥, 吳路明 申請(qǐng)人:西紅柿科技（武漢）有限公司