[發明專利]一種甲烷和非甲烷總烴含量的在線監測裝置

有效

• 申請號: 201910728579.6
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110411971B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王世有
• 申請（專利權）人: 大連世有電力科技有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/359
• 代理公司: 大連優路智權專利代理事務所(普通合伙) 21249
• 代理人: 尤理

一種甲烷和非甲烷總烴的在線監測裝置，涉及工業控制技術領域，解決現有檢測裝置存在檢測速度慢且檢測裝置復雜等問題，包括中紅外LED、近紅外激光器、電光調制器、濾光片、氣體吸收池、分光棱鏡、熱釋電中紅外探測器、近紅外光電二極管、全波整流橋、模數轉換器和抽樣裝置。本發明采用中紅LED光源和近紅外半導體激光器，使用同一個光學氣體吸收池同時測量總烴和甲烷的濃度。使用外調制技術對中紅外光源和近紅外光源進行同步同頻率調制，通過反射鏡片組實現多次反射增加通光路徑以提高氣體檢測的靈敏度，使用不同波段的光電探測器可以避免不同被測量組分之間的相互干擾。

技術領域

本發明涉及工業控制技術領域，具體涉及一種甲烷和非甲烷總烴含量的在線監測裝置。

背景技術

隨著經濟的發展和社會的進步，諸多工業產業在生產過程中產生了大量的VOCs(可揮發性有機物)，環境空氣中既然普遍存在各類VOCs，各類VOCs又具有對大氣環境和人體健康的雙重危害，我國相關的空氣質量標準和排放標準包含各類VOCs，國內外環境空氣VOCs的標準分析方法的目標物也有各類VOCs，

目前，對大氣中各類VOCs進行監測的方法很多：PID傳感器和熱導檢測器對所有VOCs都有響應，但敏捷度和精度相對較低，且無法區分不同成分的含量比例。氣相色譜法：檢測精度高且能區分大多數VOCS的類型，但檢測速度慢，檢測過程需要使用耗材。尚缺少一種可以連續長時間快速在線監測的方法。

發明內容

本發明為解決現有檢測裝置存在檢測速度慢且檢測裝置復雜等問題，提供了一種甲烷和非甲烷總烴含量的在線監測裝置。

一種甲烷和非甲烷總烴含量的在線監測裝置，包括主控制器、中紅外LED、近紅外激光器、電光調制器、濾光片、氣體吸收池、分光棱鏡、中紅外熱釋電探測器、近紅外光電二極管、全波整流橋、模數轉換器和抽樣裝置；所述中紅外LED和所述近紅外激光器同時與所述電光調制器連接，所述電光調制器和所述濾光片連接，所述濾光片和所述氣體吸收池連接，所述氣體吸收池同時與所述分光棱鏡和抽樣裝置連接；

所述分光棱鏡同時與所述中紅外熱釋電探測器以及所述近紅外光電二極管連接；所述全波整流橋同時與所述中紅外熱釋電探測器以及所述近紅外光電二極管連接，所述全波整流橋與所述模數轉換器連接，所述主控制器與光電調制器連接；

被測氣體經過所述抽樣裝置充滿所述氣體吸收池內；所述主控制器控制電光調制器分別對近紅外激光器以及中紅外LED的工作電流進行調制；使所述近紅外激光器發射出波長為1.65um的明暗交替變化的激光，該波長對應甲烷在近紅外波段的強吸收光譜區；使所述中紅外LED發射出波長為3.3um-3.4um的明暗交替變化的光；

經所述電光調制器出射的光信號經濾光片進入氣體吸收池，從氣體吸收池輸出的光信號經過分光棱鏡分光后，中紅外波段的光信號輸入到中紅外熱釋電探測器，近紅外波段的光信號輸入到近紅外光電二極管中；

從所述中紅外熱釋電探測器和近紅外光電二極管中輸出的與光信號線性相關的電壓信號經過全波整流橋轉化為直流電壓信號，通過模數轉換器對所述電壓信號進行采集，采用主控制器計算所述近紅外波段和中紅外波段氣體的濃度測量數據，所述近紅外波段的濃度測量數據對應被測氣體中甲烷含量，中紅外波段的濃度測量數據對應被測氣體中總烴含量，所述總烴含量與甲烷含量的差值即為對應非甲烷總烴的含量。

本發明的有益效果：本發明所述的檢測裝置實現VOCS中甲烷和非甲烷總烴含量的實時準確的在線監測，本發明使用不同波段的光學的檢測手段進行多組分氣體含量分析，避免了傳統基于理化原理的測量方法中耗材的使用，實現真正的無損檢測。測量速度快，可在線連續長時間檢測。使用同一個光學氣體吸收池同時測量總烴和甲烷的濃度，節省成本。使用不同波段的光信號來檢測不同氣體組分的含量可以避免不同被測量組分之間的相互干擾。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種甲烷和非甲烷總烴含量的在線監測裝置的結構框圖。