[實(shí)用新型]環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520126163.4
• 申請(qǐng)日: 2015-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN204479552U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于義勇;孫林;滕東華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海德星科技南京有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;G01N33/18
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有已經(jīng)可以實(shí)際應(yīng)用的在線監(jiān)測(cè)VOC檢測(cè)技術(shù)包括：預(yù)濃縮氣相色譜技術(shù)(GC-FID)，氣相色譜質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)(GC-MS)，質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(PTR-MS)，傅里葉變換紅外光譜技術(shù)(FTIR)。

氣相色譜質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)在精確測(cè)量VOCs方面一直發(fā)揮著重要作用，但由于涉及色譜和電子轟擊電離，該方法存在很大的局限性：分析監(jiān)測(cè)具有明顯的滯后性；復(fù)雜的樣品預(yù)處理耗時(shí)費(fèi)力，需要消耗大量的樣品和溶劑；在樣品的取樣、運(yùn)輸與儲(chǔ)存的過程中發(fā)生的樣品損失以及成分間的交叉污染都會(huì)使監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差；樣品的采集、濃縮提取與分離提高了單個(gè)樣品的監(jiān)測(cè)費(fèi)用，監(jiān)測(cè)樣品的數(shù)目也受到限制。由于質(zhì)譜儀價(jià)格昂貴，對(duì)使用環(huán)境要求極高，所以目前主要在實(shí)驗(yàn)室分析環(huán)境應(yīng)用。雖然也有一些企業(yè)將氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)集成到在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，但主要采用的是國(guó)外實(shí)驗(yàn)室質(zhì)譜儀器，而非針對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)優(yōu)化，儀器采購(gòu)和維護(hù)成本均較高，因而普及率仍較低。

質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜技術(shù)是將1966年Munson和Field提出的化學(xué)電離的思想以及20世紀(jì)70年代早期Ferguson等實(shí)用新型的流動(dòng)漂移管模型技術(shù)結(jié)合起來的新技術(shù)。PTR-MS具有高靈敏度、快速響應(yīng)速度、高瞬時(shí)清晰度及低裂解度等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)不需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，不會(huì)受到空氣中常規(guī)組分的干擾，因此成為氣體痕量物質(zhì)在線監(jiān)測(cè)的理想手段，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但PTR-MS技術(shù)采用質(zhì)譜掃描，通過荷質(zhì)比區(qū)分離子，在區(qū)分同分異構(gòu)體方面存在著困難。此外，質(zhì)子親和性大于水才能被檢測(cè)，故對(duì)烷烴靈敏度有限。而且商業(yè)化的PTR-MS儀器在成本，可靠性等方面還需進(jìn)一步的成熟后，才能有效的工作在在線檢測(cè)環(huán)境中。

傅立葉變換紅外光譜技術(shù)是大氣污染物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，具有測(cè)量速度快、精度高、分辨率高、測(cè)定波段寬、雜散光低和信號(hào)多路傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，同時(shí)還不需要采樣及樣品的預(yù)處理，可以同時(shí)對(duì)多種氣體污染物進(jìn)行在線自動(dòng)測(cè)量，因此非常適合對(duì)空氣污染物進(jìn)行定性或定量的動(dòng)態(tài)分析，尤其是大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)，如丙烯醛、苯、甲醇和氯仿等。FTIR技術(shù)在VOCs監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用發(fā)展很快，但是FTIR儀器的價(jià)格較高，體積較大，一般不適于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)該儀器對(duì)使用者的操作技能和基礎(chǔ)知識(shí)要求也較高，從而限制了FTIR在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

預(yù)濃縮技術(shù)結(jié)合氣相色譜技術(shù)(GC-FID/PID)是當(dāng)前國(guó)外在線VOC監(jiān)測(cè)采用的主流的分析方法。采用二級(jí)冷阱預(yù)濃縮技術(shù)可將吸附的VOC樣品濃縮200～1000倍，還可有效的普及低至C2的揮發(fā)性極強(qiáng)的VOC組分。氫離子火焰檢測(cè)器(FID)對(duì)所有的VOC組分都有一致的響應(yīng)，且線性范圍達(dá)到107,非常適合分析多種VOC混合的樣品。而光離子化檢測(cè)器(PID)對(duì)主要揮發(fā)性有機(jī)物的最小檢測(cè)線可達(dá)到40ppb，與預(yù)濃縮技術(shù)結(jié)合，檢測(cè)器可達(dá)到ppt級(jí)別，可有效的檢出痕量劇毒物質(zhì)。此外，該方案儀器購(gòu)入成本和使用成本均比其他方案低廉，且可靠性高，適于在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

綜合比較幾種測(cè)量方案，GC-MS方案可以檢測(cè)絕大部分VOC組分，而且可有效確定的未知化合物，但使用成本高，使用條件苛刻，更適用于實(shí)驗(yàn)室分析。PTR-MS方案是新興的測(cè)量方法，除了前面提及到的分析測(cè)量的局限外，該技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程才剛剛展開，還沒有足夠把握應(yīng)用于對(duì)可靠性要求極高的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。FTIR方案在檢測(cè)SO2NO，CO和臭氧方面已經(jīng)成功的應(yīng)用于在線大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，但是由于VOC組分復(fù)雜，同分異構(gòu)體多，用FTIR檢測(cè)方案復(fù)雜而且價(jià)格昂貴，目前也沒有成熟的VOC檢測(cè)系統(tǒng)方案。憑借FID對(duì)所有有機(jī)物組分的通用性和PID對(duì)VOC組分的高靈敏度以及二級(jí)冷阱預(yù)濃縮技術(shù)可使得GC-FID/PID方案準(zhǔn)確的對(duì)已知的目標(biāo)VOC成分進(jìn)行定性和定量分析，更適于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需要。然而，設(shè)計(jì)小型化可集成的樣品處理模塊，適用于在線色譜系統(tǒng)的嵌入式控制平臺(tái)，實(shí)時(shí)的色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及整個(gè)色譜系統(tǒng)的小型化模塊化都是急需解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣、廢水污染物排放和水體質(zhì)量的自動(dòng)化、全天候的在線監(jiān)測(cè)，并能在任何地方通過計(jì)算機(jī)或手機(jī)查看各個(gè)位置的環(huán)境質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：服務(wù)器、若干檢測(cè)終端、若干移動(dòng)查看終端，服務(wù)器分別與各檢測(cè)終端、各移動(dòng)查看終端無線連接；