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    重庆时时彩单期: 空气中多组分气体浓度检测装置及方法.pdf

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    空气 组分 气体 浓度 检测 装置 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611264696.4

    申请日:

    2016.12.30

    公开号:

    CN106770523A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 27/26申请日:20161230|||公开
    IPC分类号: G01N27/26; G01N1/34 主分类号: G01N27/26
    申请人: 聚光科技(杭州)股份有限公司
    发明人: 胡扬俊; 华道柱; 黄伟; 叶华俊
    地址: 310052 浙江省杭州市滨江区滨安路760号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611264696.4

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种空气中多组分气体浓度检测装置,包括:气体室,所述气体浓度检测装置进一步包括:处理单元,所述处理单元包括并联设置的缓冲罐和处理池,所述处理池用于滤除空气中的待测组分;所述处理单元连接所述气体室,且位于所述气体室的上游;所述气体室内设有传感器;切换阀,所述切换阀连接进气口与处理单元,空气通过所述切换阀选择性地进入所述缓冲罐或处理池。本发明具有结构简单、操作方便、检测结果准确可靠等优点。

    权利要求书

    1.一种空气中多组分气体浓度检测装置,包括:气体室,其特征在于:所述气体浓度检
    测装置进一步包括:
    处理单元,所述处理单元包括并联设置的缓冲罐和处理池,所述处理池用于滤除空气
    中的待测组分;所述处理单元连接所述气体室,且位于所述气体室的上游;所述气体室内设
    有传感器;
    切换阀,所述切换阀连接进气口与处理单元,空气通过所述切换阀选择性地进入所述
    缓冲罐或处理池。
    2.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置,其特征在于:所述处理池至少二个且并联
    设置。
    3.根据权利要求2所述的气体浓度检测装置,其特征在于:空气经过所述处理池后,湿
    度和压力不受影响。
    4.根据权利要求3所述的气体浓度检测装置,其特征在于:所述处理池内设有吸附器或
    催化过滤器或电化学去除装置。
    5.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置,其特征在于:所述处理池包括O3过滤池、
    NO2过滤池和CO过滤池。
    6.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置,其特征在于:所述气体浓度检测装置进一
    步包括:
    五通接头,所述五通接头设置在所述处理单元与气体室之间,气体处理单元输出的不
    同气路气体通过所述五通接头的不同接口进入所述气体室。
    7.根据权利要求6所述的气体浓度检测装置,其特征在于:所述五通接头上设有温度传
    感器和湿度传感器。
    8.一种空气中多组分气体浓度检测方法,其特征在于:所述气体浓度检测方法包括以
    下步骤:
    (A1)提供权利要求1-7任一所述的气体浓度检测装置,调节切换阀,空气进入缓冲罐,
    经传感器获得空气的响应值C空气;
    (A2)调节切换阀,空气进入处理池,所述处理池滤除空气中的待测组分,经传感器获得
    不含待测组分的空气的响应值Ci;
    (A3)计算得到所述待测组分的浓度C=C空气-Ci。
    9.根据权利要求8所述的气体浓度检测方法,其特征在于:调节切换阀,使空气依次进
    入并联设置的至少二个处理池中,从而获得多种待测组分的浓度。
    10.根据权利要求8或9所述的气体浓度检测方法,其特征在于:所述气体浓度检测方法
    进一步包括以下步骤:
    (B1)调节切换阀,零气和标准气体依次进入缓冲罐,分别对传感器零点和量程进行校
    准;
    (B2)通入标准浓度的待测组分,传感器输出测量值,计算获得待测组分的校正系数Ki=
    C标准/C测量;进入(A1)步骤;
    获得校正后的待测组分浓度C校=Ki·(C空气-Ci)。

    说明书

    空气中多组分气体浓度检测装置及方法

    技术领域

    本发明涉及空气污染物监测领域,特别涉及一种基于单传感器的多组分气体浓度
    的检测装置及方法。

    背景技术

    空气中的污染物浓度过高会损害人体的健康,因此需要对空气中的多种气体浓度
    进行监测。电化学气体传感器由于成本低、响应快、灵敏度高、线性度好等优点,常被用于空
    气中ppb级别气体浓度的测量。然而,气体传感器受温湿度影响较大,而实际测量中温湿度
    不断变化,因此传感器不可避免地会发生非常明显的基线漂移。除此之外,气体传感器容易
    受到其他气体的交叉干扰,使得单个传感器无法实现准确测量,必须依赖其它传感器测量
    出干扰气体的浓度,通过扣除的方法减小干扰气体的影响;但是,干扰气体种类众多,而且
    浓度变化较大,干扰气体测量误差最终会引入到受干扰目标气体的测量,因此无法完全扣
    除干扰气体对目标测量气体的影响。

    为消除传感器受温湿度与交叉干扰的影响,目前采用以下两种方式,但各有缺点:

    1、通过温湿度测试预先设定温度补偿、湿度补偿曲线,但由于传感器之间一致性
    差,需分别对每个传感器做曲线,操作复杂,且补偿曲线存在误差;

    2、利用神经网络等自学习方法在现场进行长期数据测试,将传感器响应浓度、温
    湿度、交叉干扰等作为输入端,参比仪表作为学习对象,得到传感器的真实浓度,但是由于
    温度(-30℃~50℃)、湿度(0~100%)范围较广,且算法复杂,使得学习周期长,费时费力。

    发明内容

    为了解决上述现有技术方案中的不足,本发明提供了一种结构简单、操作方便,主
    动消除基线与气体间交叉干扰影响,检测结果准确可靠的单传感器多组分气体浓度检测装
    置。

    本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

    一种空气中多组分气体浓度检测装置,包括:气体室,所述气体浓度检测装置进一
    步包括:

    处理单元,所述处理单元包括并联设置的缓冲罐和处理池,所述处理池用于滤除
    空气中的待测组分;所述处理单元连接所述气体室,且位于所述气体室的上游;所述气体室
    内设有传感器;

    切换阀,所述切换阀连接进气口与处理单元,空气通过所述切换阀选择性地进入
    所述缓冲罐或处理池。

    根据上述的气体浓度检测装置,优选地,所述处理池至少二个且并联设置。

    根据上述的气体浓度检测装置,优选地,空气经过所述处理池后,湿度和压力不受
    影响。

    根据上述的气体浓度检测装置,可选地,所述处理池内设有吸附器或催化过滤器
    或电化学去除装置。

    根据上述的气体浓度检测装置,可选地,所述处理池包括O3过滤池、NO2过滤池和CO
    过滤池。

    根据上述的气体浓度检测装置,优选地,所述传感器为二氧化硫传感器。

    根据上述的气体浓度检测装置,优选地,所述气体浓度检测装置进一步包括:

    五通接头,所述五通接头设置在所述处理单元与气体室之间,气体处理单元输出
    的不同气路气体通过所述五通接头的不同接口进入所述气体室。

    根据上述的气体浓度检测装置,优选地,所述五通接头上设有温度传感器和湿度
    传感器。

    本发明还提供一种空气中多组分气体浓度检测方法,所述气体浓度检测方法包括
    以下步骤:

    (A1)提供上述的气体浓度检测装置,调节切换阀,空气进入缓冲罐,经传感器获得
    空气的响应值C空气;

    (A2)调节切换阀,空气进入处理池,所述处理池滤除空气中的待测组分,经传感器
    获得不含待测组分的空气的响应值Ci;

    (A3)计算得到所述待测组分的浓度C=C空气-Ci。

    根据上述的气体浓度检测方法,优选地,调节切换阀,使空气依次进入并联设置的
    至少二个处理池中,从而获得多种待测组分的浓度。

    根据上述的气体浓度检测方法,优选地,所述气体浓度检测方法进一步包括以下
    步骤:

    (B1)调节切换阀,零气和标准气体依次进入缓冲罐,分别对传感器零点和量程进
    行校准;

    (B2)通入标准浓度的待测组分,传感器输出测量值,计算获得待测组分的校正系
    数Ki=C标准/C测量;进入(A1)步骤。

    获得校正后的待测组分浓度C校=Ki·(C空气-Ci)。

    与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:

    1、本发明的浓度检测装置摒弃被动式的扣除方法,通过传感器对空气的响应值与
    滤除待测组分后的空气对传感器的响应值的差值获得待测组分的浓度,主动消除基线与气
    体间交叉干扰影响,结构简单、测量结果准确可靠。

    2、本发明的浓度检测装置通过并列设置的多个处理池,采用单传感器实现了空气
    中多种待测组分的单独测量,操作简便、效率高。

    附图说明

    参照附图,本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这
    些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案,而并非意在对本发明的?;し段Ч钩上拗?。
    图中:

    图1是本发明实施例1的气体浓度检测装置的结构示意图。

    实施方式

    图1以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再
    现本发明。为了教导本发明技术方案,已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该
    理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述
    特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此,本发明并不局限于下述可实施
    方式,而仅由权利要求和它们的等同物限定。

    实施例1

    图1示意性地给出了本实施例的气体浓度检测装置的结构简图,如图1所示,所述
    气体浓度检测装置包括:

    切换阀1,所述切换阀连接进气口与处理单元2,空气通过所述切换阀选择性地进
    入所述缓冲罐或处理池;

    处理单元2,所述处理单元包括并联设置的缓冲罐21和处理池22、23、24,所述处理
    池用于滤除空气中的待测组分;

    气体室3,所述气体室连接所述处理单元,且位于所述处理单元的下游;所述气体
    室内设有传感器;

    真空泵4,所述真空泵连接所述气体室和排气口。

    空气中存在多种对人体健康造成损害的污染物质,如O3、NO2和CO等,为了仅采用单
    传感器来实现多组分气体的浓度检测,故,所述处理池至少二个且并联设置,空气依次通过
    不同的处理池,所述处理池内设有活性炭吸附器或催化过滤器或电化学去除装置以滤除空
    气中待测组分,通过传感器对空气的响应值与滤除待测组分后的空气对传感器的响应值的
    差值获得待测组分的浓度。

    为了便于所述处理单元与气体室之间的连接,故:

    进一步地,所述气体浓度检测装置还包括:

    五通接头,所述五通接头设置在所述处理单元与气体室之间,气体处理单元输出
    的不同气路气体通过所述五通接头的不同接口进入所述气体室。

    为了对处理池的运行情况进行监控,故:

    进一步地,所述五通接头上设有温度传感器和湿度传感器,通过监测处理单元输
    出气体的温湿度值来发现处理池的处理情况,若缓冲罐排出的气体温湿度与处理池排出的
    气体温湿度发生变化,即说明处理池异常,需?;觳?。

    本实施例还提供一种空气中多组分气体浓度检测方法,所述气体浓度检测方法包
    括以下步骤:

    (A1)提供本实施例的气体浓度检测装置,调节切换阀,空气进入缓冲罐,经传感器
    获得空气的响应值C空气;

    (A2)调节切换阀,空气进入处理池,所述处理池滤除空气中的待测组分,经传感器
    获得不含待测组分的空气的响应值Ci;

    (A3)计算得到所述待测组分的浓度C=C空气-Ci。

    根据上述的气体浓度检测方法,优选地,调节切换阀,使空气依次进入并联设置的
    至少二个处理池中,从而获得多种待测组分的浓度。

    传感器在使用前或使用一段时间后,均需要进行校准,以确保检测结果的准确性,
    故:

    进一步地,所述气体浓度检测方法还包括以下步骤:

    (B1)调节切换阀,零气和标准气体依次进入缓冲罐,分别对传感器零点和量程进
    行校准;

    (B2)通入标准浓度的待测组分,传感器输出测量值,计算获得待测组分的校正系
    数Ki=C测量/C标准;进入(A1)步骤;

    获得校正后的待测组分浓度C校=Ki·(C空气-Ci)。

    本实施例的益处在于:采用差分法对多组分气体浓度进行检测,操作简便、效率
    高、检测结果准确可靠。

    实施例2

    本发明实施例1的气体浓度检测装置在空气污染物监测领域的应用例。

    在该应用例中,空气中的待测污染组分为O3、NO2和CO,切换阀为一进四出的电磁
    阀,处理池包括并列设置的O3过滤池、NO2过滤池和CO过滤池,上述过滤池均采用电化学方式
    进行待测污染组分的过滤;气体池内设有二氧化硫传感器;所述真空泵为微型真空泵。通过
    电磁阀的切换,使得空气依次进入缓冲罐、气体池进行空气响应值的检测,进入O3过滤池、
    气体池进行滤除O3后的空气响应值的检测,进入NO2过滤池、气体池进行滤除NO2后的空气响
    应值的检测,进入CO过滤池、气体池进行滤除CO后的空气响应值的检测,进而通过差值法获
    得空气中O3、NO2和CO的浓度。

    本发明实施例中的处理池并不局限于O3过滤池、NO2过滤池和CO过滤池,所述过滤
    池是根据待测组分进行选择的,一个、两个或多个并联设置的不同的过滤池均在本发明的
    ?;し段е?。

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