CN202075193U - 烟气综合分析仪 - Google Patents

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李�杰
钟亚慧
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Abstract

本实用新型公开了一种烟气综合分析仪，其包括外壳、颗粒物切割器、采样管、流量计、抽气泵，采样管顶部连接颗粒物切割器，流量计连接抽气泵位于抽气泵与采样管之间；其特征在于：在采样管与流量计之间还设有检测单元，检测单元通过软管连接流量计；所述检测单元包括振荡管保护层、振荡驱动和检测电路、振荡管、滤膜、吸附过滤单元；振荡管底部与吸附过滤单元连接，软管穿过振荡管保护层连通吸附过滤单元；振荡管顶部设置微磁钢，微磁钢与振荡驱动检测电路连接；滤膜设置在采样管与振荡管之间。该仪器灵敏度高、准确度高、稳定性好、使用灵活、适应能力强、可全自动实时测量大范围待测组分，维修方便。

Description

烟气综合分析仪
技术领域
本实用新型涉及一种气体综合检测仪，尤其是涉及一种可以用检测大气或气体污染源排放的各类废气中的颗粒物浓度和各种气体组分浓度的气体分析仪。该产品可用环境监测、安全检查、应急检测、气体分析、生物、化工、科学实验等诸多领域。
背景技术
洁净大气是人类赖于生存的必要条件之一，随着工业及交通运输业的不断发展，大量的有害物质被排放到空气中，改变了空气的正常组成，使空气质量变坏。当我们生活在受到污染的空气之中健康就会受到影响。
大气悬浮颗粒物(也称气溶胶)是评价大气质量的重要指标之一。随着我国工业化和国民经济的高速发展，大气悬浮颗粒物对大气环境的影响越来越大。传统上采用重量法来测定大气中总悬浮颗粒物浓度，用重量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法一般分为大流量(1.1-1.7m3/min)和中流量(0.05-0.15m3/min)采样法.其原理基于：抽取一定体积的空气，使之通过已恒重滤膜，则悬浮微粒被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采气体积，即可计算总悬浮颗粒物的质量浓度。
而对于气体中的气态、蒸汽态及某些气溶胶污染物质的常用方法为溶液吸收法，其原理为用抽气装置将预测气体以一定流量抽入装有吸收液的吸收管(瓶)，使被测物质的分子阻留在吸收液中，已达到浓缩的目的。然后通过不同的方法分析液体中被测物质的浓度，通过换算即可得出被测物质的浓度。
这两种方法都存在着需要手工操作、影响测量精度的因素较多且操作程序繁杂、占用房间和设备较多、采样时间较长、仪器维修量大、花费成本高等缺点。
现有的很多气体分析装置基本上以采样器为主，能够结合各种采样法准确性的特点，并能进行自动、连续检测气体各种组分的仪器非常少。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、灵活准确、可用于气体中各种颗粒物含量检测的烟气分析仪。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种烟气综合分析仪，其包括外壳、用于采集气体的颗粒物切割器、用于控制采样气体流量的流量计、控制收集颗粒物气体的采样管，采样管外还设有保温层，在保温层外设置采样管加热器，所述采样管底部连接抽气泵，顶部连接颗粒物切割器，在抽气泵与采样管之间设置流量计；在采样管与流量计之间还设有检测单元，检测单元通过软管连接流量计；所述检测单元包括振荡管保护层、振荡驱动和检测电路、振荡管、滤膜、吸附过滤单元；振荡管底部与吸附过滤单元连接，软管穿过振荡管保护层连通吸附过滤单元；振荡管顶部设置微磁钢，微磁钢与振荡驱动检测电路连接；滤膜设置在采样管与振荡管之间。
上述的烟气综合分析仪，所述外壳底部设置橡胶垫。
本实用新型的有益效果是：仪器基于振荡元件微质量测量原理，因此灵敏度高、准确度高、稳定性好、体积小巧、使用灵活、适应能力强、使用寿命长、可全自动实时测量，待测组分可以自由选择、随意搭配，维修方便。是一款可用于多领域的多功能气体综合分析仪。
附图说明
下面结合附图及其实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1是本实用新型的外形结构图；
图2是图1中A-A的全剖视图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种烟气综合分析仪，其包括外壳19，在外壳上设置便于移动的把手7，用于采集气体的颗粒物切割器1，颗粒物切割器1底部依次安装有冲击孔板2和撞击板3，用于控制采样气体流量的流量计15、控制收集颗粒物气体的采样管4，采样管4外还有保温层5，在保温层5外设置采样管加热器6，所述采样管4底部连接检测单元20并通过检测单元20连通抽气泵18，采样管4顶部连接颗粒物切割器1，在抽气泵18与采样管4之间设置有检测及控制流量的流量计15。所述检测单元20包括检测单元外壳21、振荡管保护层11、振荡驱动和检测电路9、振荡管12、吸附过滤单元23。振荡管保护层11外设有振动检测单元保温层14，在吸附过滤单元23中设置滤膜8，滤膜8位于采样管4与振荡管12之间；振荡管12通过软管13连通抽气泵18，根据检测目的的不同，滤膜8会因待测样品的不同改变自身的重量，从而导致整个振荡管顶部的质量发生改变，而引起振荡管固有频率的改变，通过检测这种频率的变化来测量被检测物质的含量。振荡管12底部与振荡管保护层11固定，顶部设置微磁钢24，所述微磁钢24与振荡驱动检测电路9连接。在外壳19上设有与吸附过滤单元23连接的显示和控制***10。在外壳19底部设置橡胶垫17，外壳侧面设置电源16。
仪器采用振荡天平法，测量原理是基于振荡元件微质量测量原理。该仪器的核心为一个弹性的中空振荡管，它的底端固定，顶端端装有选择吸附或过滤单元，该单元不受任何约束，可以自由摆动，振荡管顶端在驱动单元的驱动下以固有频率精确振动，当不同的气体组分或颗粒物流过吸附过滤单元时，该单元质量将发生改变，从而导致振动频率固有频率的改变，由于气体流过振荡管的流速是固定的，因此通过一定时间内频率的变化即可测出被测物质的变化。
本机的具体实现办法是，将弹性的中空振荡管底部固定在振荡检测单元外壳上，而该外壳的上端固定有驱动电路板，该电路板包括电磁铁和磁信号检测器，而振荡管顶部则沾有两个微磁钢，我们通过驱动电路改变通过电磁铁的电流的大小和方向，在振荡管顶部建立一个变化的磁场，迫使该磁场中的磁钢移动，从而带动振荡管顶部一起在磁场方向移动，同时磁信号检测器将小磁钢位移而引起的磁场变换转化为电信号，反馈到驱动电路，驱动电路再根据反馈信号调整电磁铁驱动电路的大小和方向，最终使振荡管顶部在振荡检测单元内以它的固有频率稳定的振动，而我们中空振荡管的顶部插有带有滤膜或吸附剂的吸附过滤单元，根据检测目的的不同，吸附过滤单元会根据待测物质的不同改变自身的重量，从而导致整个振荡管顶部的质量发生改变，而引起振荡管固有频率的改变，我们再通过检测这种频率的变化来测量被检测物质的含量。
微质量振荡天平通过配以不同的切割器和过滤膜，可以用于测量TSP、PM10、PM5和PM2.5，能够用于实时连续检测气体中颗粒物的浓度，而通过使用经过标定的特定吸附能力的吸附单元，就可以测量气体中特定组分的的物质浓度，其测量精度和实时性是传统方法无法比拟的。仪器可以几秒钟测量一次振动频率，同时可以输出分钟均值，小时均值日均值等。
其工作流程如下：在恒定流量抽气单元的作用下，带有悬浮颗粒物的气体以标准规定的速度被吸入到切割器1，气体流经冲击孔板2的开孔，气体在开孔前后压差的作用下加速，经过加速的气体冲向撞击板3，较重的悬浮颗粒物因为惯性较大无法在有限的空间内随气流方向的改变而改变运动方向，因而会在撞击板3上停留下来，剩余的待测气体进入气体预处理组件a中被加热到恒温的采样管4，气体在移动过程中被加热到设定的恒定温度值，之后进入到检测单元c，因为气体只有通过振荡管12才能流入之后的管路，所以就是迫使气体流经滤膜8过滤后进入由振荡控制电路驱动的正在固有频率下振荡的振荡管12，同时由于采样管4的出口的直径明显小于滤膜8的直径，待测悬浮颗粒物在惯性力和流体内摩擦力的双重作用下向滤膜8移动，并最终被截留在滤膜8之上，同时滤膜8的质量也会因此增加，振荡体的固有频率会相应改变，显示和控制电路部分将该频率微小的变化换算为被测悬浮颗粒物的浓度值，并存储和显示。经过过滤后的气体根据需要可以通过软管13再串联或并联其它功能的检测单元c就可以测量其它的气体成分，该气体检测单元c的滤膜8内固定有特定的吸附剂，被测气体组分会不停的在该吸附剂上吸附或脱附，而被测气体吸附在吸附剂上的总质量跟该气体的浓度存在着线性关系，该浓度关系也会反映在该振荡体的振动频率上，通过计算它的频率值即可计算出当前该气体组分的浓度是多少。而恒定流量抽气单元由流量计15和抽气泵18和相应的控制和检测电路组成，它为整个气路***提供动力，维持测量气体在恒定的设定流量值之上。
本气体综合检测仪使用灵活，如需测量特定直径以下的颗粒物浓度，只需要将冲击孔板换成相应的规格，紧接着气体预处理组件之后的检测单元选择颗粒物检测单元即可完成对特定直径以下的的颗粒物浓度的测量。如还需测量特定气体组分，让上一单元排出的测量气体再进入相应的气体组分检测单元即可，检测单元滤膜8选用相应的气体吸附剂膜片即可；如果不测量颗粒物浓度仅测特定气体组分，冲击孔板2可以用滤膜取代同时去掉颗粒物检测单元即可。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种烟气综合分析仪，其包括外壳、颗粒物切割器、采样管、流量计、抽气泵，采样管顶部连接颗粒物切割器，流量计连接抽气泵位于抽气泵与采样管之间；其特征在于：在采样管与流量计之间还设有检测单元，检测单元通过软管连接流量计；所述检测单元包括振荡管保护层、振荡驱动和检测电路、振荡管、滤膜、吸附过滤单元；振荡管底部与吸附过滤单元连接，软管穿过振荡管保护层连通吸附过滤单元；振荡管顶部设置微磁钢，微磁钢与振荡驱动检测电路连接；滤膜设置在采样管与振荡管之间。
2.根据权利要求1所述的烟气综合分析仪，其特征在于：振荡管保护层外设有振动检测单元保温层。
3.根据权利要求2所述的烟气综合分析仪，其特征在于：所述外壳底部设置橡胶垫。
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