[实用新型]环境在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于环境监测技术领域，涉及一种环境监测系统，尤其涉及一种环境在线监测系统。

背景技术

现有已经可以实际应用的在线监测VOC检测技术包括：预浓缩气相色谱技术(GC-FID)，气相色谱质谱检测技术(GC-MS)，质子转移反应质谱(PTR-MS)，傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)。

气相色谱质谱检测技术在精确测量VOCs方面一直发挥着重要作用，但由于涉及色谱和电子轰击电离，该方法存在很大的局限性：分析监测具有明显的滞后性；复杂的样品预处理耗时费力，需要消耗大量的样品和溶剂；在样品的取样、运输与储存的过程中发生的样品损失以及成分间的交叉污染都会使监测结果出现偏差；样品的采集、浓缩提取与分离提高了单个样品的监测费用，监测样品的数目也受到限制。由于质谱仪价格昂贵，对使用环境要求极高，所以目前主要在实验室分析环境应用。虽然也有一些企业将气相色谱质谱联用系统集成到在线监测系统中，但主要采用的是国外实验室质谱仪器，而非针对在线监测系统专门设计优化，仪器采购和维护成本均较高，因而普及率仍较低。

质子转移反应质谱技术是将1966年Munson和Field提出的化学电离的思想以及20世纪70年代早期Ferguson等实用新型的流动漂移管模型技术结合起来的新技术。PTR-MS具有高灵敏度、快速响应速度、高瞬时清晰度及低裂解度等优点，同时不需要对样品进行预处理，不会受到空气中常规组分的干扰，因此成为气体痕量物质在线监测的理想手段，得到了越来越广泛的应用。但PTR-MS技术采用质谱扫描，通过荷质比区分离子，在区分同分异构体方面存在着困难。此外，质子亲和性大于水才能被检测，故对烷烃灵敏度有限。而且商业化的PTR-MS仪器在成本，可靠性等方面还需进一步的成熟后，才能有效的工作在在线检测环境中。

傅立叶变换红外光谱技术是大气污染物监测领域应用最广泛的技术之一，具有测量速度快、精度高、分辨率高、测定波段宽、杂散光低和信号多路传输等优点，同时还不需要采样及样品的预处理，可以同时对多种气体污染物进行在线自动测量，因此非常适合对空气污染物进行定性或定量的动态分析，尤其是大气中的挥发性有机物质，如丙烯醛、苯、甲醇和氯仿等。FTIR技术在VOCs监测方面的应用发展很快，但是FTIR仪器的价格较高，体积较大，一般不适于现场监测，同时该仪器对使用者的操作技能和基础知识要求也较高，从而限制了FTIR在线监测技术的广泛应用。

预浓缩技术结合气相色谱技术(GC-FID/PID)是当前国外在线VOC监测采用的主流的分析方法。采用二级冷阱预浓缩技术可将吸附的VOC样品浓缩200～1000倍，还可有效的普及低至C2的挥发性极强的VOC组分。氢离子火焰检测器(FID)对所有的VOC组分都有一致的响应，且线性范围达到107,非常适合分析多种VOC混合的样品。而光离子化检测器(PID)对主要挥发性有机物的最小检测线可达到40ppb，与预浓缩技术结合，检测器可达到ppt级别，可有效的检出痕量剧毒物质。此外，该方案仪器购入成本和使用成本均比其他方案低廉，且可靠性高，适于在线监测领域。

综合比较几种测量方案，GC-MS方案可以检测绝大部分VOC组分，而且可有效确定的未知化合物，但使用成本高，使用条件苛刻，更适用于实验室分析。PTR-MS方案是新兴的测量方法，除了前面提及到的分析测量的局限外，该技术的商业化进程才刚刚展开，还没有足够把握应用于对可靠性要求极高的在线监测系统中。FTIR方案在检测SO2NO，CO和臭氧方面已经成功的应用于在线大气监测系统中，但是由于VOC组分复杂，同分异构体多，用FTIR检测方案复杂而且价格昂贵，目前也没有成熟的VOC检测系统方案。凭借FID对所有有机物组分的通用性和PID对VOC组分的高灵敏度以及二级冷阱预浓缩技术可使得GC-FID/PID方案准确的对已知的目标VOC成分进行定性和定量分析，更适于在线监测系统的需要。然而，设计小型化可集成的样品处理模块，适用于在线色谱系统的嵌入式控制平台，实时的色谱数据处理系统以及整个色谱系统的小型化模块化都是急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种环境在线监测系统，可实现对空气、废水污染物排放和水体质量的自动化、全天候的在线监测，并能在任何地方通过计算机或手机查看各个位置的环境质量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种环境在线监测系统，所述监测系统包括：服务器、若干检测终端、若干移动查看终端，服务器分别与各检测终端、各移动查看终端无线连接；