[发明专利]一种可实现采样/校准交替等效运行的大气自动监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及大气自动监测技术领域，特别是涉及一种可实现采样/校准交替等效运行的大气自动监测装置及方法。

背景技术

现有大气自动监测系统采样与校准过程分别设置不同的气体输送通道。采样时大气进入采样气体通道，再通过过滤装置后通入不同的分析仪器进行分析；校准时，分别为需要加标校准气体的被测项目（二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳）各配置一个标准气体罐，标准气体分别通过不同的输气管路接入动态校准仪器，然后直接通入分析仪器进行分析校准。

上述方法虽然能完成大气自动监测系统的采样和仪器校准，但在实际使用过程中发现存在一些不足之处，对日常工作造成一定的影响。实际工作中，采样和校准分别设有单独的气体通道，为满足不同分析仪器的校准要求，分别为三种气体分别配置标准气体罐和控制阀，同时在仪器校准时要停止采集外部空气，校准过程完成后再重新采样，不同的气路通道会导致标准气体和采样空气的物理状态指标不同，使结果存在不确定性的系统误差，同时在实际工作中操作也非常不方便，要消耗较多的人力、物力和财力，不够经济。

发明内容

鉴于此，为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可实现采样/校准交替等效运行的大气自动监测装置及方法，其通过改进仪器校准时标准气体的通入方式，并通过继电器连接动态校准仪、电磁阀和采样泵，校准时开启动态校准仪，通过继电器断电来关闭电磁阀和采样泵，采样时关闭动态校准仪，通过继电器通电来开启电磁阀和采样泵，实现校准/采样的交替等效运行过程，以有效解决实际工作中现有大气自动监测系统存在的上述缺陷。

本发明采用以下技术方案。

一种可实现采样/校准交替等效运行的大气自动监测装置，包括空气采集系统、标准气体发生系统、气路中枢系统、智能转换控制系统、温控装置、污染物分析系统以及连接各部件的输气软管4；其特征在于，所述空气采集系统包括采样头1、屋顶2，所述标准气体发生系统包括标准气体罐6、零气发生器7、动态校准仪5，所述气路中枢系统包括气路中枢通道9，所述智能转换控制系统包括采样泵14、电磁阀15、继电器16，所述温控装置包括温湿度探头及传感器3、温度控制仪10、保温套8，所述污染物分析系统包括若干输出支路11、过滤装置12和分析仪器13；所述采样头1与气路中枢通道9的顶端连接且该采样头1设置于屋顶2之上；所述混合标准气体罐6、动态校准仪5、零气发生器7、气路中枢通道9、输出支路11、过滤装置12、分析仪器13依次通过输气软管4连接；所述气路中枢通道9、电磁阀15和采样泵14依次通过输气软管4连接；所述继电器16同时与所述动态校准仪5、电磁阀15和采样泵14连接；所述温湿度探头及传感器3、温度控制仪10和保温套8依次连接；所述混合标准气体罐6的出气口连接至所述动态校准仪器5的标准气体输入端口，所述零气发生器7出气口连接至所述动态校准仪器5的零气输入端口，所述动态校准仪器5的输出端口连接至所述气路中枢通道9的标准气体输入端口，所述气路中枢通道9的标准气体输入端口位于气路中枢通道9上端并尽量靠近屋顶2，所述气路中枢通道9下端通过电磁阀15连接至所述采样泵14，所述气路中枢通道9还设置有多个输出支路11，所述输出支路11的输出端口分别连接过滤装置12，所述过滤装置12分别连接相应的分析仪器13输入端口；所述温湿度探头及传感器3位于所述气路中枢通道9上端并尽量靠近屋顶2；所述保温套8包含里层电热带和外层保温层，里层电热带与所述温度控制仪10连接，并包覆于输出支路11以及动态校准仪器5与气路中枢通道9的连接管路之外，外层保温层包覆于里层电热带之外。

所述继电器16用于控制采样泵14和电磁阀15的开关。

所述气路中枢通道9及输气软管4、过滤装置6及滤膜材料为不与被监测污染物发生化学反应和不释放有干扰物质的材料，为聚四氟乙烯，气路中枢通道9内径为15.0mm、输气软管4内径为13.0mm、滤膜过滤孔径为47nm。

所述电磁阀12在采样时为开启状态，在校准时为关闭状态。

所述采样泵14的流量为9.0ml/min,在采样时为开启状态，在校准时为关闭状态。

所述混合标准气体罐6在采样时为关闭状态，在校准时为开启状态。

保温套8包含里层电热带和外层保温层，里层材料为玻璃纤维，外层材料为泡沫、海绵、皮革中的一种。

所述温度控制仪10设置恒温为40℃。