一种气体监测仪及系统的制作方法
【专利摘要】本发明适用于环境监测领域，提供一种气体监测仪及系统，包括底座，所述底座上设置有前气仓和主气仓，所述前气仓和主气仓之间设置有缓冲板，所述缓冲板上分布有通孔，所述前气仓的头端还开设有漏斗形进气口，所述主气仓尾端还设有出气口，且在所述出气口与所述缓冲板间还设有导流槽，所述主气仓上还安装有气体传感器。本发明采用焦耳-汤姆逊效应致冷，无需干燥剂可方便除去气体中的水分，防止水分在气体传感器表面凝结；另外前气仓设置在主气室之前，构成一个缓冲，去除气泵带来的气流脉冲，减少传感器噪音输出；此外，气体传感器直接浸入待测气体中，构成最直接最短的接触路径，有利于提高监测仪的响应速度。
【专利说明】一种气体监测仪及系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境监测领域，尤其涉及一种气体监测仪及系统。
【背景技术】
[0002] 环境问题，特别是大气污染问题，是现阶段的一个广为关注的问题。中国现阶段的 特点是工业生产突飞猛进，基础建设日新月异。随之而来的问题是环境问题日益突出。据董 小林等在《陕西省关中区域中心城市大气污染经济损失分析》中计算，早在2002年，陕西省 关中区域因为大气污染造成的损失就为当年GDP的0.99%。另外，在2013年，由国内外环 境领域专家组成的工作小组，以及亚洲开发银行的专业团队联合完成的报告《迈向环境可 持续的未来一中华人民共和国国家环境分析》显示，中国的空气污染每年造成的经济损失， 仅基于疾病成本的估算，就相当于国内生产总值的1. 2%;基于支付意愿估算则高达3. 8%。 环境的监测和治理已经迫在眉睫。
[0003] 对环境进行监测的仪器，一般都有一个气仓，用以安装各种传感器；同时还有一个 连接气仓和待测气体的气路，对待测气体进行采样以及预处理，经监测后排出。现在的气体 传感器测量技术，要求待测气体没有较多的粉尘或者水汽，因为粉尘容易覆盖堵塞传感器 表面，水汽容易凝结，影响传感器的电子性能。因此，现有的监测仪器，通常在气路中利用过 滤装置来去除粉尘，利用干燥装置来去除水分。对于在线监测仪器，这样的现有技术方案还 不成熟，需要频繁更换干燥剂。
[0004] 同时，安装传感器的气仓，对于整个系统的响应时间（反应速度），以及测量数据 可靠性，都至为关键。通常环境监测仪器的气路和气仓设计，配合传感器使用，其响应时间 (信号达到最大值的90%) -般在30秒左右。这一响应时间过长，不利于需要快速反馈控 制的应用，特别是对有毒气体的反馈控制。另一方面，因为气路中普遍使用空气泵，而空气 泵一般会产生连续的气流脉冲。这个气流脉冲不利于传感器的探测，最好是能从设计上去 除此类脉冲，以降低传感器的输出噪声。
【发明内容】
[0005] 鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种气体监测仪及系统，旨在解决现有气 体监测仪在气路上需要设置干燥剂以及传感器的响应速度过慢等技术问题。
[0006] -方面，所述气体监测仪包括底座，所述底座上设置有前气仓和主气仓，所述前气 仓和主气仓之间设置有缓冲板，所述缓冲板上分布有通孔，所述前气仓的头端还开设有漏 斗形进气口，所述主气仓尾端还设有出气口，且在所述出气口与所述缓冲板间还设有导流 槽，所述主气仓上还安装有气体传感器。
[0007] 进一步的，所述前气仓与缓冲板由耐腐蚀耐锈蚀的金属材料制成。
[0008] 进一步的，采用耐腐蚀耐锈蚀的塑料制成。
[0009] 进一步的，所述缓冲板上的通孔不均匀分布。
[0010] 进一步的，所述前气仓为半球状，且前气仓和主气仓内表面经光滑处理。
[0011] 进一步的，所述前气仓、缓冲板、主气仓底部逐渐降低。
[0012] 进一步的，所述前气仓、主气仓顶部还设有盖板。
[0013] 另一方面，所述气体监测系统，包括所述的气体监测仪，所述气体监测仪的漏斗形 进气口还连接有进气管道，出气口连接有出气管道，所述进气管道上依次设置有过滤器、气 泵，所述出气管道上设有流量传感器。
[0014] 进一步的，所述气体监测仪与气泵之间，以及气体监测仪与流量传感器之间均设 置有电磁阀。
[0015] 进一步的，所述进气管道的进口处以及出气管道的出口处，连接有标准进出气接 □。
[0016] 本发明的有益效果是：本发明设计的气仓利用焦耳-汤姆逊效应致冷，使用抽气 泵为前气仓供气，压缩气体经过漏斗形进气口进入前气仓，由于漏斗形进气口的节流限气 作用，可以达到增压的效果，在进气口处形成一个相对高压，气体进入前气仓后很快扩散， 达到均匀恒定压力，根据焦耳-汤姆逊效应迅速制冷，气体中的水汽凝结，然后通过导流槽 排出，这样无需设置干燥剂即可达到除去气体中水分的目的；另一方面，前气仓设置在主气 室之前，构成一个缓冲，去除气泵带来的气流（气压）脉冲，减少传感器噪音输出；第三，气 体传感器直接浸入待测气体中，构成最直接最短的接触路径，有利于提高监测仪的响应速 度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明实施例提供的气体监测仪的结构原理图；
[0018] 图2是本发明实施例提供的缓冲板的结构图；
[0019] 图3是本发明实施例提供的气体监测系统的结构图。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。
[0021] 首先介绍焦耳-汤姆逊效应。在1852年，焦耳和汤姆逊完成了一个节流膨胀实验， 证实了实际气体在膨胀时所发生的温度变化现象。这一现象后来被命名为焦耳-汤姆逊效 应（Joule-Thomson effect),简称焦-汤效应（J-T效应）。在工程上，利用这一自然物理 现象的工程过程，通常被叫做节流过程。节流过程和另外一种叫做绝热膨胀过程，是工业上 最为常用的两种获得低温的方法。
[0022] 节流过程前后气体的焓值（总热量）不变，熵值（总混乱度）增加。描述焦-汤 效应一般用焦-汤系数
【权利要求】
1. 一种气体监测仪，其特征在于，所述气体监测仪包括底座，所述底座上设置有前气仓 和主气仓，所述前气仓和主气仓之间设置有缓冲板，所述缓冲板上分布有通孔，所述前气仓 的头端还开设有漏斗形进气口，所述主气仓尾端还设有出气口，且在所述出气口与所述缓 冲板间还设有导流槽，所述主气仓上还安装有气体传感器。
2. 如权利要求1所述气体监测仪，其特征在于，所述前气仓与缓冲板由耐腐蚀耐锈蚀 的金属材料制成。
3. 如权利要求2所述气体监测仪，其特征在于，主气仓与底座一体成型，采用耐腐蚀耐 锈蚀的塑料制成。
4. 如权利要求3所述气体监测仪，其特征在于，所述缓冲板上的通孔不均匀分布。
5. 如权利要求1-4任一项所述气体监测仪，其特征在于，所述前气仓为半球状，且前气 仓和主气仓内表面经光滑处理。
6. 如权利要求5所述气体监测仪，其特征在于，所述前气仓、缓冲板、主气仓底部逐渐 降低。
7. 如权利要求6所述气体监测仪，其特征在于，所述前气仓、主气仓顶部还设有盖板。
8. -种气体监测系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-7任一项所述的气体 监测仪，所述气体监测仪的漏斗形进气口还连接有进气管道，出气口连接有出气管道，所述 进气管道上依次设置有过滤器、气泵，所述出气管道上设有流量传感器。
9. 如权利要求8所述气体监测系统，其特征在于，所述气体监测仪与气泵之间，以及气 体监测仪与流量传感器之间均设置有电磁阀。
10. 如权利要求9所述气体监测系统，其特征在于，所述进气管道的进口处以及出气管 道的出口处，连接有标准进出气接口。
【文档编号】G01N1/28GK104267146SQ201410430602
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】卢永雄, 刘润浥, 吴路明 申请人:西红柿科技（武汉）有限公司
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