專利名稱：一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，具體涉及煙氣汞在線監(jiān)測儀器的方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
伴隨著工業(yè)的發(fā)展，汞的用途越來越廣，生產(chǎn)量急劇增加，從而使大量的汞隨著人類活動(dòng)而進(jìn)入環(huán)境。主要包括施用含汞農(nóng)藥和含汞污泥肥料；汞礦的開采、冶煉；含汞廢水灌溉；城市垃圾、廢物焚燒等等。人類活動(dòng)造成水體汞污染，主要來自氯堿、塑料、電池、電子等工業(yè)排放的廢水。而排向大氣和土壤的也將隨著水循環(huán)回歸入水體。據(jù)報(bào)道，汞被聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署列為全球性污染物，是除了溫室氣體外唯一一種對(duì)全球范圍產(chǎn)生影響的化學(xué)物質(zhì)。因國內(nèi)對(duì)煙氣排放汞監(jiān)測才開始，目前國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)是利用富集材料(如活性炭)將煙氣中的汞撲捉富集，再加熱釋放出來，由載氣帶入到汞分析儀進(jìn)行檢測并輸出結(jié)果。方法耗時(shí)費(fèi)力。中國專利201110457505. 7“一種煙氣汞排放監(jiān)測系統(tǒng)和方法”，提供了一種用催化反應(yīng)器將煙氣中的氧化態(tài)汞催化還原為元素態(tài)汞，經(jīng)冷凝，除濕，再測定其對(duì)紫外光線的吸收度，根據(jù)吸收度計(jì)算汞濃度的方法。但該方法采用雙光路設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易弓I起光路漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，通過特殊的光路結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)低成本、高精度、高靈敏度的在線煙氣汞儀器監(jiān)測。本發(fā)明提出的一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，由觸摸屏顯示系統(tǒng)、CPU控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)和吸收塔組成，所述的觸摸屏顯示系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)計(jì)算以及和CPU控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，所述的CPU控制系統(tǒng)進(jìn)行一系列進(jìn)樣、氣泵和AD采集等動(dòng)作，所述的檢測系統(tǒng)完成汞蒸氣的吸收檢測，所述的進(jìn)樣系統(tǒng)完成煙氣和零氣的切換進(jìn)樣，所述的吸收塔完成樣氣中汞的吸收。儀器檢測采用冷原子吸收光譜法光度法。如上所述的觸摸屏顯示系統(tǒng)由ARM 7寸觸摸屏組成，完成CPU控制板控制和485信號(hào)輸出；如上所述的CPU控制系統(tǒng)由C8051單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換電路、串口通訊電路和信號(hào)采集電路組成，實(shí)現(xiàn)儀器流程控制；如上所述的檢測系統(tǒng)由汞燈、汞燈電源、左透鏡、吸收管、右透鏡和光電池組成，左透鏡、吸收管與右透鏡位于一條中心線上，透鏡為平凸透鏡，汞燈電源設(shè)置于汞燈后端，主要作用是給汞燈供電，吸收管置于左透鏡和右透鏡之間，光電池置于右透鏡右邊，光電池為254nm濾光片與光電檢測管封裝在一起的圓形器件.汞燈光線穿過左透鏡、吸收管和右透鏡進(jìn)入光電池。如上所述的進(jìn)樣系統(tǒng)由煙氣管道、切換閥、切換閥驅(qū)動(dòng)器、凈化塔、流量計(jì)、氣泵和氣泵驅(qū)動(dòng)器組成，煙氣通道位于切換閥的常開通道，凈化塔連接在切換閥的常閉通道，切換閥驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)切換閥，流量計(jì)設(shè)置于氣泵與吸收管之間，氣泵位于流量計(jì)與吸收塔之間，氣泵的進(jìn)氣口連接于吸收管上，氣泵驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)氣泵，切換閥完成煙氣與零氣的切換，零氣由空氣通過凈化塔產(chǎn)生。如上所述的吸收塔內(nèi)部填充了碘化活性炭顆粒，其入口端連接于氣泵的出氣口。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)通過進(jìn)樣結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)在線零氣校準(zhǔn)，減少零點(diǎn)漂移帶來的系統(tǒng)誤差；通過檢測系統(tǒng)中的左右透鏡，可以將汞燈發(fā)出的光很好地聚焦到吸收管中，可以極大提高檢測的靈敏度；煙氣中的汞經(jīng)過檢測系統(tǒng)后通過吸收塔，能有效地吸收汞，避免汞逃逸到環(huán)境中，減少對(duì)環(huán)境的污染；觸摸屏顯示系統(tǒng)采用ARM結(jié)構(gòu)，具有能耗低、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。適用于各種煙氣中汞的實(shí)時(shí)監(jiān)測。


圖1是本發(fā)明的一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器原理中，1-觸摸屏顯示系統(tǒng)，2-吸收管，3-左透鏡，4-汞燈，5-汞燈電源，6-煙氣管道，7-切換閥，8-切換閥驅(qū)動(dòng)器，9-凈化塔，10-吸收塔，11-氣泵驅(qū)動(dòng)器，12-氣泵，13-流量計(jì)，14-光電池，15-右透鏡，16-CPU控制系統(tǒng)
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施案例提供一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，由觸摸屏顯示系統(tǒng)、CPU控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)和吸收塔組成，所述的觸摸屏顯示系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)計(jì)算以及和CPU控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，所述的CPU控制系統(tǒng)進(jìn)行一系列進(jìn)樣、氣泵和AD采集等動(dòng)作，所述的檢測系統(tǒng)完成汞蒸氣的吸收檢測，所述的進(jìn)樣系統(tǒng)完成煙氣和零氣的切換進(jìn)樣，所述的吸收塔完成樣氣中汞的吸收。本發(fā)明所述的觸摸屏顯示系統(tǒng)由ARM 7寸觸摸屏組成，完成CPU控制板控制和485信號(hào)輸出；本發(fā)明所述的CPU控制系統(tǒng)由C8051單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換電路、串口通訊電路和信號(hào)采集電路組成，實(shí)現(xiàn)儀器流程控制；本發(fā)明所述的檢測系統(tǒng)由汞燈4、汞燈電源5、左透鏡3、吸收管2、右透鏡15和光電池14組成，左透鏡、吸收管與右透鏡位于一條中心線上，透鏡為平凸透鏡，汞燈電源5設(shè)置于汞燈4后端，主要作用是給汞燈4供電，吸收管2置于左透鏡3和右透鏡15之間，光電池14置于右透鏡15右邊,光電池為254nm濾光片與光電檢測管封裝在一起的圓形器件.萊燈光線穿過左透鏡3、吸收管2和右透鏡15進(jìn)入光電池14。本發(fā)明所述的進(jìn)樣系統(tǒng)由煙氣管道6、切換閥7、切換閥驅(qū)動(dòng)器8、凈化塔9、流量計(jì)13、氣泵12和氣泵驅(qū)動(dòng)器11組成，煙氣通道6位于切換閥7的常開通道，凈化塔9連接在切換閥7的常閉通道，切換閥驅(qū)動(dòng)器8用于驅(qū)動(dòng)切換閥7，流量計(jì)13設(shè)置于氣泵12與吸收管2之間，氣泵12位于流量計(jì)與吸收塔之間，氣泵的進(jìn)氣口連接于吸收管2上，氣泵驅(qū)動(dòng)器11用于驅(qū)動(dòng)氣泵12。切換閥完成煙氣與零氣的切換，零氣由空氣通過凈化塔產(chǎn)生。本發(fā)明所述的吸收塔10內(nèi)部填充了碘化活性炭顆粒，其入口端連接于氣泵12的出氣口。
本發(fā)明的一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器監(jiān)測流程為在觸摸屏顯示系統(tǒng)發(fā)送測試命令給CPU控制系統(tǒng)，啟動(dòng)氣泵，將煙氣經(jīng)過切換閥輸送到吸收管中，利用煙氣中的汞蒸氣在254nm光下有強(qiáng)烈吸收的光學(xué)反應(yīng)，通過光電池檢測光信號(hào)的吸收強(qiáng)度E1，然后將切換閥切換到零氣通道，汞尾氣導(dǎo)入吸收塔將汞吸收，讀取零氣的吸收光度E0，與El計(jì)算出吸光度，根據(jù)煙氣中汞蒸氣的濃度與吸光度成正比的關(guān)系，計(jì)算出煙氣汞的濃度。
權(quán)利要求
1.一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，其特征在于，由觸摸屏顯示系統(tǒng)、CPU控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)和吸收塔組成，觸摸屏顯示系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)計(jì)算以及和CPU控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，CPU控制系統(tǒng)進(jìn)行一系列進(jìn)樣、氣泵和AD采集動(dòng)作，檢測系統(tǒng)完成汞蒸氣的吸收檢測，進(jìn)樣系統(tǒng)完成煙氣和零氣的切換進(jìn)樣，吸收塔完成樣氣中汞的吸收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，其特征在于，所述的觸摸屏顯示系統(tǒng)由ARM 7寸觸摸屏組成，完成CPU控制板控制和485信號(hào)輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，其特征在于，所述的CPU控制系統(tǒng)由C8051單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換電路、串口通訊電路和信號(hào)采集電路組成，實(shí)現(xiàn)儀器流程控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，其特征在于，所述的檢測系統(tǒng)由汞燈、左透鏡、吸收管、右透鏡和光電池組成，左透鏡、吸收管與右透鏡位于一條中心線上， 透鏡為平凸透鏡，光電池為254nm濾光片與光電檢測管封裝在一起的圓形器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，其特征在于，所述的進(jìn)樣系統(tǒng)由氣泵、流量計(jì)和切換閥組成，氣泵位于流量計(jì)與吸收塔之間，切換閥完成煙氣與零氣的切換，零氣由空氣通過凈化塔產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，其特征在于，所述的吸收塔內(nèi)部填充了碘化活性炭。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種煙氣汞在線監(jiān)測儀器，屬于環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。該儀器由觸摸屏顯示系統(tǒng)、CPU控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)和吸收塔組成，所述的觸摸屏顯示系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)計(jì)算以及和CPU控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，所述的CPU控制系統(tǒng)進(jìn)行一系列進(jìn)樣、氣泵和AD采集等動(dòng)作，所述的檢測系統(tǒng)完成汞蒸氣的吸收檢測，所述的進(jìn)樣系統(tǒng)完成煙氣和零氣的切換進(jìn)樣，所述的吸收塔完成樣氣中汞的吸收。本發(fā)明能連續(xù)在線監(jiān)測煙氣中汞的濃度，具有高精度、高靈敏度、高效率等特點(diǎn)，適用于各種煙氣中汞的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
文檔編號(hào)G01N21/31GK102998268SQ201210491368
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者王昕竑, 趙文峰, 郭煒, 胡剛, 農(nóng)永光 申請(qǐng)人:中科天融(北京)科技有限公司