【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、揮發(fā)性有機(jī)物(volatile?organic?compounds，vocs)不僅對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有著不利的影響，還會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的危害，因此加大對(duì)大氣中vocs的治理是當(dāng)前環(huán)保事業(yè)推行的重要部分。氣相色譜法(gas?chromatography，gc)因其檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好和應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)逐漸成為國(guó)內(nèi)外進(jìn)行vocs在線監(jiān)測(cè)的常用方法。
2、近年來(lái)，氣相色譜儀行業(yè)得到了快速發(fā)展，市場(chǎng)在環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域，對(duì)低濃度揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)的需求呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。光離子化檢測(cè)器(photoionization?detector，pid)體積小、檢測(cè)速度快，但傳統(tǒng)pid難以對(duì)多組分vocs定性定量監(jiān)測(cè)，而氣相色譜可以將化合物分離，能夠較好的彌補(bǔ)pid的這一不足。然而傳統(tǒng)氣相色譜柱溫箱體積大，采用空氣浴的方式對(duì)色譜柱進(jìn)行加熱，功耗大，降溫性能差，因此限制了儀器的便攜性，同時(shí)如何將光離子化檢測(cè)器和氣相色譜有效的結(jié)合來(lái)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行快速檢測(cè)是亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，以克服現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)所存在的上述技術(shù)問(wèn)題。
2、為此，本專(zhuān)利技術(shù)采用的具體技術(shù)方案如下：
3、一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，該方法包括：
4、s1、根據(jù)測(cè)量命令，將進(jìn)氣管路的載氣流量由初始流量調(diào)整至測(cè)量流量，并基于預(yù)濃縮管內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，
5、s2、基于揮發(fā)性有機(jī)物樣氣的流速控制，將揮發(fā)性有機(jī)物樣氣吸附在預(yù)濃縮管內(nèi)；
6、s3、當(dāng)預(yù)濃縮管的溫度到達(dá)目標(biāo)溫度時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)物樣氣從預(yù)濃縮管脫離，并跟隨具有測(cè)量流量的載氣進(jìn)入色譜柱；利用恒溫控制方式和比例升溫方式，對(duì)色譜柱進(jìn)行溫度控制；
7、s4、通過(guò)色譜柱的溫度控制，將揮發(fā)性有機(jī)物樣氣中的不同物質(zhì)逐漸從色譜柱中分離，并進(jìn)入光離子化檢測(cè)器；利用光離子化檢測(cè)器對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物樣氣中不同物質(zhì)的成分進(jìn)行檢測(cè)。
8、進(jìn)一步的，根據(jù)測(cè)量命令，將進(jìn)氣管路的載氣流量由初始流量調(diào)整至測(cè)量流量，并基于預(yù)濃縮管內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，調(diào)整揮發(fā)性有機(jī)物樣氣的流速包括：
9、觸發(fā)測(cè)量命令后，將進(jìn)氣管路的載氣流量，由初始流量調(diào)整測(cè)量流量；
10、通過(guò)電子流量計(jì)，獲取預(yù)濃縮管內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，且狀態(tài)參數(shù)包括壓力及溫度；
11、根據(jù)預(yù)濃縮管內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，調(diào)整揮發(fā)性有機(jī)物樣氣的流速。
12、進(jìn)一步的，利用恒溫控制方式和比例升溫方式，對(duì)色譜柱進(jìn)行溫度控制包括：
13、基于模糊邏輯調(diào)整pid控制器的控制參數(shù)，并根據(jù)pid控制器對(duì)色譜柱進(jìn)行恒溫控制；
14、采用增量式pid，結(jié)合溫度補(bǔ)償?shù)目刂品绞剑瑢?duì)色譜柱進(jìn)行比例升溫；
15、其中，所述基于模糊邏輯調(diào)整pid控制器的控制參數(shù)包括量化過(guò)程、計(jì)算隸屬度過(guò)程、計(jì)算模糊輸出過(guò)程及反量化過(guò)程。
16、進(jìn)一步的，量化過(guò)程包括：
17、當(dāng)量化過(guò)程的溫度輸入值小于等于所有等級(jí)數(shù)組，則返回第一預(yù)設(shè)值，當(dāng)量化過(guò)程的溫度輸入值大于所有等級(jí)數(shù)組，則返回第二預(yù)設(shè)值；
18、當(dāng)量化過(guò)程的溫度輸入值在量化等級(jí)的范圍內(nèi)，則遍歷所有等級(jí)數(shù)組，若當(dāng)前溫度輸入值小于等于當(dāng)前量化等級(jí)，則將當(dāng)前溫度輸入值調(diào)整為當(dāng)前量化等級(jí)之前的量化值。
19、進(jìn)一步的，量化值的計(jì)算公式為：
20、datin＝2.0*i-6.0+2.0*[din-pquantiz(i)]/[pquantiz(i)-pquantiz(i-1)]
21、式中，datin表示量化值；
22、din表示溫度輸入值；
23、pquantiz(i)表示第i個(gè)量化等級(jí)，pquantiz(i-1)表示第i-1個(gè)量化等級(jí)。
24、進(jìn)一步的，計(jì)算隸屬度過(guò)程包括：
25、判斷量化值是否小于第一預(yù)設(shè)值，若是，則將各個(gè)模糊集合的隸屬度按照預(yù)設(shè)的規(guī)則設(shè)置為完全屬于和完全不屬于中的一個(gè)；若否，則計(jì)算模糊集合的隸屬度值；其中，模糊集合的隸屬度值的計(jì)算公式為：
26、pms[i]＝-0.5*datin-2.0+i；
27、式中，pms[i]表示第i個(gè)模糊集合的隸屬度，datin表示量化值；
28、根據(jù)模糊集合的隸屬度，確定誤差隸屬度數(shù)組和誤差變化率隸屬度數(shù)組。
29、進(jìn)一步的，計(jì)算模糊輸出過(guò)程包括：
30、遍歷誤差和誤差變化率的每個(gè)隸屬度級(jí)別；當(dāng)誤差和誤差變化率均不為零時(shí)，則根據(jù)模糊規(guī)則表確定對(duì)應(yīng)的輸出隸屬度級(jí)別，并得到隸屬度數(shù)組。
31、進(jìn)一步的，反量化過(guò)程包括：
32、遍歷隸屬度數(shù)組中的每個(gè)隸屬度值，將每個(gè)隸屬度值與對(duì)應(yīng)的量化等級(jí)相乘；
33、對(duì)所有隸屬度值與對(duì)應(yīng)的量化等級(jí)相乘的結(jié)果進(jìn)行加權(quán)求和，得到pid控制器的控制參數(shù)。
34、進(jìn)一步的，采用增量式pid，結(jié)合溫度補(bǔ)償?shù)目刂品绞剑瑢?duì)色譜柱進(jìn)行比例升溫包括：
35、補(bǔ)償后溫度的計(jì)算公式為：
36、tcomp＝k’×v+tk；
37、式中，tcomp表示補(bǔ)償后溫度，k’表示溫度補(bǔ)償系數(shù)，v表示當(dāng)前溫度采集點(diǎn)的瞬時(shí)升溫速率，tk表示當(dāng)前第k次采集溫度。
38、進(jìn)一步的，利用光離子化檢測(cè)器對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物樣氣中不同物質(zhì)的成分進(jìn)行檢測(cè)包括：
39、揮發(fā)性有機(jī)物樣氣進(jìn)入光離子化檢測(cè)器，并被紫外光激發(fā)后電離，產(chǎn)生樣氣檢測(cè)電流；
40、對(duì)樣氣檢測(cè)電流進(jìn)行放大處理，得到可測(cè)電壓；對(duì)可測(cè)電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，得到檢測(cè)器響應(yīng)值；
41、利用檢測(cè)器響應(yīng)值，繪制響應(yīng)值譜圖；根據(jù)揮發(fā)性有機(jī)物樣氣中不同物質(zhì)在響應(yīng)值譜圖中的特征峰，并結(jié)合不同物質(zhì)的保留時(shí)間與峰面積進(jìn)行定性定量分析。
42、本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果為：
43、(1)本專(zhuān)利技術(shù)利用不同物質(zhì)在色譜柱中滯留能力不同，在一定溫度和載氣流速條件下將其逐一分離，分別進(jìn)入光離子化檢測(cè)器，待測(cè)氣體分子被紫外光激發(fā)后電離產(chǎn)生微弱電流，經(jīng)前置放大器和高阻抗電阻轉(zhuǎn)換為可測(cè)電壓，使用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采集得到檢測(cè)器響應(yīng)值，根據(jù)響應(yīng)值繪制譜圖，不同組分在譜圖中呈現(xiàn)出不同的特征峰，最后根據(jù)保留時(shí)間與峰面積進(jìn)行定性定量分析，辨別組分并計(jì)算得到濃度值。
44、(2)便攜性和快速性：本專(zhuān)利技術(shù)的ltm色譜柱通過(guò)將色譜柱、熱敏電阻絲、加熱絲和絕緣纖維纏繞組裝的方式，大大減小了色譜柱模塊的體積，同時(shí)也具有功耗低、升溫降溫快等優(yōu)勢(shì)。與氫火焰離子化檢測(cè)器、熱導(dǎo)檢測(cè)器、火焰光度檢測(cè)器等常見(jiàn)氣相色譜檢測(cè)器相比，pid檢測(cè)器因其體積小、應(yīng)用方便的特點(diǎn)，更適用于便攜式氣相色譜。本專(zhuān)利技術(shù)在設(shè)計(jì)上將ltm色譜柱與pid檢測(cè)器相結(jié)合，大大增強(qiáng)了儀器的便攜性，合理設(shè)計(jì)十通閥氣路連接和檢測(cè)流程，也能夠加速對(duì)多組分vocs場(chǎng)景的定性定量分析。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，該方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)測(cè)量命令，將進(jìn)氣管路的載氣流量由初始流量調(diào)整至測(cè)量流量，并基于預(yù)濃縮管內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，調(diào)整揮發(fā)性有機(jī)物樣氣的流速包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述利用恒溫控制方式和比例升溫方式，對(duì)色譜柱進(jìn)行溫度控制包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述量化過(guò)程包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述量化值的計(jì)算公式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算隸屬度過(guò)程包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算模糊輸出過(guò)程包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述反量化過(guò)程包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述利用光離子化檢測(cè)器對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物樣氣中不同物質(zhì)的成分進(jìn)行檢測(cè)包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，該方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)測(cè)量命令，將進(jìn)氣管路的載氣流量由初始流量調(diào)整至測(cè)量流量，并基于預(yù)濃縮管內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，調(diào)整揮發(fā)性有機(jī)物樣氣的流速包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述利用恒溫控制方式和比例升溫方式，對(duì)色譜柱進(jìn)行溫度控制包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述量化過(guò)程包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種揮發(fā)性有機(jī)物快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述量化值的計(jì)算公式為：
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王曉榮，沙磊，劉俊昊，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：南京工業(yè)大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。