汞蒸氣測試系統的製作方法

2024-02-04 00:57:15

專利名稱：汞蒸氣測試系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汞蒸氣測試系統。
背景技術：
Model 2537 B Mercury Vapour Analyzer是由力口拿大 Tekran 公司設計生產的，目前在國際上被廣泛使用的氣態汞自動分析儀。該儀器可提供0.001 ng/m3水平的氣態汞含量分析結果，具有分析精度高、自動化程度高、操作簡便、易維護等優點。儀器通過內部抽氣泵採氣，氣體中的汞被內置高純金捕汞管富集。吸附的汞經加熱解吸附，通過冷蒸氣原子螢光光譜檢測器(CVAre)分析汞含量。儀器內部設計了 A、B兩個捕汞管，可以輪流執行吸附和解吸附，實現了連續分析。但是，一般情況下，分析儀的工作環境是在野外或是在流動的儀器車上，由於儀器本身不具有存儲單元，所以要想記錄測量結果就必須始終與一臺計算機相連接。在分析儀開機進行測量的同時，計算機上也要始終運行一個分析儀自帶的程序來收集測量結果，分析儀與計算機之間是一般是通過一條串口轉USB 口的連線連接。這樣的工作模式就存在以下三方面的缺陷1.與分析儀配套使用的計算機佔據了儀器車內原本就很侷促的工作空間。2.分析儀的工作環境一般情況都很惡劣，例如低溫、高溫、相對溼度很大、風沙或者塵土等，這些環境都不適於計算機長時間地穩定工作。3.因為計算機與分析儀之間是通過轉接線相連的，而轉接線鬆動或是計算機系統自身運行不穩定，都有可能導致漏記分析儀傳輸過來的數據。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠穩定可靠接收並存儲檢測結果數據的汞蒸氣測試系統。本實用新型的技術方案如下一種汞蒸氣測試系統，包括測試主機、高純氬氣發生器、零氣發生器、控制閥門、第一抽氣泵、第二抽氣泵、通量箱、數據採集器，所述測試主機分別與所述高純氬氣發生器、所述零氣發生器、所述控制閥門、所述數據採集器相連；所述通量箱分別與所述控制閥門、所述第一抽氣泵相連，所述控制閥門還與所述第二抽氣泵相連；所述數據採集器，用於接收並保存所述測試主機發送的汞蒸氣檢測結果；所述數據採集器，還用於將保存的檢測結果發送至本測試系統外部。進一步地，所述數據採集器通過RS232數據線與所述測試主機相連。進一步地，所述數據採集器包括控制所述數據採集器正常工作的中央處理器；[0016]保存所述測試主機發送的檢測結果的存儲器；顯示所述數據採集器工作狀態的LED指示燈。進一步地，所述數據採集器還包括顯示所述測試主機發送的檢測結果的顯示設備。本實用新型的有益效果是1.提高了測試系統的環境適應性數據採集器可在-20°C到70°C的溫度範圍內正常工作，增強了本發明測試系統的溫度適應能力。2.功耗低本發明中的數據採集器功耗很低，約12W，而計算機功耗都在65W左右或者以上，因此，相對採用計算機的測試系統，本實用新型技術方案具有低功耗的優點。3.發熱小數據採集器的主板一般是常溫，因此可以一直常年累月開機在線工作，不會出現任何問題。而計算機主板和CPU必須配風扇而且不能長期工作，否則計算機主板產生的溫度會讓主板整體性能壽命降低，另外，風扇的工作壽命也會影響計算機主板的壽命O4.工作時間不受限數據採集器的主板可以一直處於開機工作狀態，無須人員去維護，而且在出現掉電情況時，只要重新上電，數據採集器即可自動啟動，無須人員去開機或者關機。而計算機主板卻要人員維護，而且不能長期工作，否則會讓主板壽命大大降低。5.數據採集器的主板安全性高數據採集器內的存儲器以及其它晶片都是採取貼片方式固定在主板上的，因此在周圍環境存在震動的情況下，也不會鬆動。而計算機的某些部件是採用直插方式固定在主板上的，比如內存條，因此一旦時間長久，就會出現鬆動情況從而影響系統的正常運行。

圖1為本實用新型汞蒸氣測試系統的一種實現方式的構成示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。如圖1所示，本實用新型的汞蒸氣測試系統包括測試主機10、高純氬氣發生器20、 零氣發生器30、控制閥門40、第一抽氣泵50、第二抽氣泵60、通量箱70、數據採集器80。其中，測試主機10分別與高純氬氣發生器20、零氣發生器30、控制閥門40、數據採集器80相連；通量箱70分別與控制閥門40、第一抽氣泵50相連，控制閥門40還與第二抽氣泵60相連。數據採集器80，用於接收並保存測試主機10發送的汞蒸氣檢測結果；數據採集器80， 還用於將保存的檢測結果發送至本測試系統外部。採用本實用新型技術方案，將數據採集器80通過RS232數據線連接到測試主機 10，由數據採集器80直接接收並保存測試主機10發送的汞蒸氣檢測結果，同時，還可根據外部的需求，將檢測結果輸出。本實用新型中的數據採集器包括控制數據採集器正常工作的中央處理器；保存測試主機10發送的檢測結果的存儲器；顯示數據採集器工作狀態的LED指示燈。進一步地，數據採集器還可包括顯示測試主機10發送的檢測結果的顯示設備。[0030]作為本實用新型中數據採集器的一種實現方式，Tekran 2537 B Memory數據採集器採用工業級 Intel 945GSE 32 位主板，搭載 Intel AtomTM Processor N270(l. 6 GHz) 處理器，最高可支持IGB內存，具有2個RS-232(C0M1/^)串口，RS-232用來接收Tekran 2537 B測試主機10傳輸過來的數據。此外，主板上還設有顯卡、音效卡、乙太網卡、鍵盤/滑鼠接口，最多還可支持4個USB接口和一個直流電源接口，搭載容量8G的工業級存儲卡存儲數據。數據採集器的外盒上還有一個顯示系統正常運行的綠色LED燈，一個顯示存儲卡正在工作的橙色LED燈。功率為12W，輸入電壓為12V(相對於一般筆記本電腦的65W功率， 20V輸入電壓來講，能耗大幅度降低)。採集器安裝WinXP作業系統以保證Tekran 2537 B 自帶的客戶端程序正常運行。下面以土壤汞蒸氣通量測量為例，對本實用新型的汞蒸氣檢測系統的各個部件進行簡單說明。1.氣體管路由於氣體管路的各種接口由Tekran廠家設定，因此必須使用與接口適配的氣體管路，按照儀器要求，測試主機10、零氣發生器30、控制閥門40及採樣管路統一使用外徑 1/4英寸，內徑1/8英寸的透明特氟隆管，使用前用蒸餾水或高純氬氣清洗管路內壁，去除可能存在的灰塵等雜質。2.通量箱 70通量箱70為採樣單元的主要部件，採用石英玻璃材質，與普通玻璃和特氟隆材質通量箱70相比，石英玻璃通量箱70空白低、易清洗、透明度高、耐磨損等特點。通量箱70 設計為半圓柱狀，底面0. 3mX0.4 m，兩個半圓形(R=0. 15m)截面分別設有進氣孔和出氣孔， 進氣孔直徑為2cm，共設5個，在界面上均勻分布，使外界氣體能夠均勻進入通量箱70 ；出氣孔共三個，其中，中間出氣孔為分析通量箱70內部氣體汞含量的採樣孔，兩側出氣孔連接第一抽氣泵50。3.抽氣泵系統採樣時，需要第一抽氣泵50和第二抽氣泵60同時工作，第一抽氣泵50的抽氣速度恆定為lm3/h，使通量箱70內部保持比較穩定的氣流速度，避免因空氣流速變化而對汞通量的測定產生影響。第二抽氣泵60的抽氣速率與測試主機10採樣的抽氣速率(1. 5L/ min)相同，其作用是在控制閥門40切換採樣管路後，保證另外一根採樣管路內仍保持空氣流動，防止氣體凝滯。4.控制閥門40測試主機10進行測試分析的氣體來自於通量箱70內外兩根管路，由於測試主機 10不能同時處理兩根管路的氣體，因此需要控制閥門40來切換採樣，使測試主機10輪流分析通量箱70內外氣體。控制閥門40通過SC (status and control)數據線與測試主機 10相連，接受測試主機10發送的指令，保證在兩根管路之間進行切換的時間。根據捕汞管的工作時間，測試主機10可設置為每10分鐘切換一次。5.零氣發生器30零氣發生器30是用於產生零氣的設備，零氣是用於調整氣體分析儀最小刻度的氣體，以及進入分析儀時某待測成分含量顯示為零的氣體。零氣應不含有待測成分或幹擾物質，但可以含有與測定無關的成分。本套系統的零氣發生器30的作用是將普通空氣中的汞完全清除，產生的清潔空氣作為零氣。6.高純氬氣發生器20高純氬氣在本系統中作為載氣使用，載氣的作用是以一定的流速載帶待測的汞蒸氣樣品進入檢測主機進行檢測，最後流出檢測系統放空，載氣只是起載帶作用而不影響檢測分析作用。作為高靈敏度氣態汞分析儀的載氣，要求要化學穩定性好，純度高。高純氬氣作為一種惰性氣體，不參與各類化學反應，純度達到99. 999%，滿足設備對載氣的各種要求。 高純氬氣通過1/8英寸特氟隆管連接測試主機10。7.測試主機10Tekran 2537B型測汞儀的運行通過內部微處理器控制。所有儀器操作都可通過儀器面板的鍵盤和IXD顯示屏實現。測試主機10通過RS-232數據線與數據採集器80連接，實現自動傳輸分析結果和設備狀態參數。通過SC (status and control)數據線與零氣發生器30和控制閥連接，控
制二者工作。8.數據採集器80由於Tekran 2537B測試主機10不能存儲分析結果，因此必須隨機配備數據存儲設備。而本實用新型中的數據採集器80具有環境適應性強、低功耗、發熱小、工作時間不受限等優點，可即時接收並記錄分析結果數據。還可根據需要將數據傳輸到系統外部，例如可將數據傳輸到外部計算機進行結果統計。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例子，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種汞蒸氣測試系統，其特徵在於，包括測試主機、高純氬氣發生器、零氣發生器、控制閥門、第一抽氣泵、第二抽氣泵、通量箱、數據採集器，所述測試主機分別與所述高純氬氣發生器、所述零氣發生器、所述控制閥門、所述數據採集器相連；所述通量箱分別與所述控制閥門、所述第一抽氣泵相連，所述控制閥門還與所述第二抽氣泵相連；所述數據採集器，用於接收並保存所述測試主機發送的汞蒸氣檢測結果；所述數據採集器，還用於將保存的檢測結果發送至本測試系統外部。
2.按照權利要求1所述的汞蒸氣測試系統，其特徵在於， 所述數據採集器通過RS232數據線與所述測試主機相連。
3.按照權利要求1或2所述的汞蒸氣測試系統，其特徵在於，所述數據採集器包括 控制所述數據採集器正常工作的中央處理器；保存所述測試主機發送的檢測結果的存儲器； 顯示所述數據採集器工作狀態的LED指示燈。
4.按照權利要求3所述的汞蒸氣測試系統，其特徵在於，所述數據採集器還包括顯示所述測試主機發送的檢測結果的顯示設備。
專利摘要本實用新型的汞蒸氣測試系統包括測試主機、高純氬氣發生器、零氣發生器、控制閥門、第一抽氣泵、第二抽氣泵、通量箱、數據採集器。測試主機分別與高純氬氣發生器、零氣發生器、控制閥門、數據採集器相連。通量箱分別與控制閥門、第一抽氣泵相連，控制閥門還與第二抽氣泵相連。數據採集器，用於接收並保存測試主機發送的汞蒸氣檢測結果；數據採集器，還用於將保存的檢測結果發送至本測試系統外部。本實用新型中的數據採集器具有環境適應性強、低功耗、發熱小、工作時間不受限等優點，可即時接收並記錄分析結果數據。還可根據需要將數據傳輸到系統外部。
文檔編號G01N33/00GK202216943SQ201120203830
公開日2012年5月9日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者劉應漢, 劉飛, 彭敏, 成杭新, 李括, 楊柯, 聶海峰, 趙傳冬 申請人:中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所