本实用新型涉及气体检测领域，更具体地，涉及一种挥发性有机物浓度检测装置。
背景技术：
GB16297、GB14554提出的气态污染物排放标准重新进入修订阶段，北京、上海和广东相继出台一系列控制VOCs排放的地方标准，其中北京13项，上海9项，广东5项。2016年1月我国《大气污染防治法》首次把VOCs纳入了监管范围，推动VOCs监测技术进一步发展。现VOCs监测在国内普遍的方法——氢火焰离子化检测对碳氢有机物响应十分灵敏，线性范围宽，但烟气中的氧气、水分以及含氮、氧或卤素原子的有机物均会对测试造成干扰和影响，而且由于频繁的氢焰问题和更换氢气瓶带来的不可靠性使其寿命没有保障。美国环保署标准提供的Method 25B和ISO标准13199-2012的VOCs检测方法，阐述了非色散红外吸收法在VOCs监测领域中的应用，但该方法涉及催化氧化过程，往往存在催化剂中毒、转化不完全、转化效率低等问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种挥发性有机物浓度检测装置，该挥发性有机物浓度检测装置包括：
至少一个取样探头；
非色散红外检测设备，非色散红外检测设备的检测进气口通过气管与至少一个取样探头相连接；和
气泵，气泵通过气管与非色散红外检测设备的检测出气口相连接以将样气泵入至少一个取样探头和非色散红外检测设备。
在一个实施例中，非色散红外检测设备包括：
红外光源；
检测室，检测室具有两端开口的筒状结构，并且具有检测进气口和检测出气口，红外光源靠近检测室的一端设置以使红外光源发出的红外线能够穿过检测室；
检测器，检测器靠近与所述一端相对的检测室的另一端设置，用以检测穿过所述检测室的红外线并将红外线的光信号转换为电信号；
滤光片，滤光片垂直于红外光源发出的红外线的传播方向设置在检测室与检测器之间；和
控制器，控制器分别与红外光源以及检测器相连接，以控制红外光源、以及检测器的操作并且根据电信号计算样气中的挥发性有机物的浓度。
在一个实施例中，非色散红外检测设备还包括：
信号放大电路，信号放大电路与检测器相连接以放大检测器检测的模拟信号；和
模/数转换器，模/数转换器分别与信号放大电路和控制器相连接，用以将模拟信号转换成数字信号并传送至控制器。
在一个实施例中，通过滤光片的红外线的波长在3.2μm-3.5μm之间。
在一个实施例中，非色散红外检测设备还包括覆盖检测室的内壁的反光层，反光层由反光材料制成。
在一个实施例中，该挥发性有机物浓度检测装置还包括：
流量计，流量计设置在用于连接检测出气口与气泵的气管上。
在一个实施例中，该挥发性有机物浓度检测装置还包括：
过滤器，过滤器的过滤进气口通过气管与至少一个取样探头相连接；和
干燥器，干燥器的干燥进气口通过气管与过滤器的过滤出气口相连接、干燥出气口通过气管与非色散红外检测设备相连接。
在一个实施例中，该挥发性有机物浓度检测装置还包括：
卤素洗涤器，卤素洗涤器设置在用于连接干燥器与非色散红外检测设备的气路上。
在一个实施例中，该挥发性有机物浓度检测装置还包括：
卤素洗涤器，卤素洗涤器设置在用于连接至少一个取样探头与非色散红外检测设备的气路上。
由上述说明可知，本实用新型提出的挥发性有机物浓度检测装置可以在不使用催化剂的情况下利用非色散红外吸收法对挥发性有机物进行实时在线检测，无需高温加热，省去了催化材料定期更新的步骤，不涉及挥发性有机物催化转化效率问题，是一种非破坏型的检测装置。
附图说明
图1为根据本实用新型一个示例性实施例的挥发性有机物浓度检测装置的气路示意图(其中，箭头方向为气体流动方向)；
图2为根据本实用新型一个示例性实施例的挥发性有机物浓度检测装置中的非色散红外检测设备的结构示意图；和
图3为使用根据本实用新型一个示例性实施例的挥发性有机物浓度检测装置检测废气净化装置的净化效率的示意图(其中，箭头方向为气体流动方向)。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本实用新型的说明性、非限制性实施例，对根据本实用新型的挥发性有机物浓度检测装置进行进一步说明。
参照图1，本实用新型提出的挥发性有机物浓度检测装置包括至少一个取样探头、非色散红外检测设备和气泵，其中气泵用于将样气泵入至少一个取样探头，至少一个取样探头将采集的样气传送至非色散红外检测设备进行挥发性有机物浓度检测。
气泵为本领域常用的气体泵，例如电动气泵，用于在挥发性有机物浓度检测装置的气路内产生负压以将气体泵入至少一个取样探头。至少一个取样探头用于在气体采集区域采集样气。至少一个取样探头可以为手持式，也可以是能够固定在采样区域的可固定式，在此不做限定。非色散红外检测设备的检测进气口21通过气管与至少一个取样探头相连接、检测出气口22与气泵相连接，用于检测进入该非色散红外检测设备的挥发性有机物的浓度。需要说明的是，取样探头的数量可以根据实际工况进行选择，即，非色散红外检测设备可以同时接收并检测从多个气体取样点采集的样气。
本实用新型公开的挥发性有机物浓度检测装置的使用方法如下：打开气泵并将至少一个取样探头放入气体采样区域；至少一个取样探头采集的样气流动至非色散红外检测设备；非色散红外检测设备对样气内的挥发性有机物浓度进行检测。由此可知，本实用新型采用非色散红外检测设备对样气进行挥发性有机物浓度检测，无需使用催化剂对待检测物进行催化氧化的过程，因此具有更高的可靠性和准确性。
参照图2，在一个实施例中，非色散红外检测设备包括红外光源1、检测室2、检测器4、滤光片3和控制器7。
红外光源1靠近检测室2的一端设置并且与控制器7相连接，用于发射能够被挥发性有机物吸收的红外线，并且通过检测室2限定该红外线的传播路线。在一个实施例中，挥发性有机物中C-H伸缩振动键的红外吸收区段的波长范围是3.2μm-3.5μm，因此在本发明中选择滤光片时，使通过滤光片的红外线的波长在3.2μm-3.5μm之间，保证对挥发性有机物浓度检测的准确性。检测室2具有两端开口的筒状结构，并且具有检测进气口21和检测出气口22。红外光源1靠近检测室2的一端设置，从而使红外光源1发出的红外线按照检测室2限定的路径穿过检测室2；同时，检测进气口21通过气管连接到至少一个取样探头，检测出气口22通过气管连接到气泵，从而使样气按照检测室2限定的路线流过检测室2，这样，红外线可以穿过流经检测室2的样气气流。检测器4靠近与所述一端相对的检测室2的另一端设置，用于接收并检测从红外光源1发射并穿过样气的红外线，并且该检测器4可以将接收的红外线的光信号转换为电信号并传送至控制器7。滤光片3垂直于红外光源1发射的红外线的传播方向设置在检测室2与检测器4之间。控制器7与检测器4相连接，可以从检测器4接收电信号并根据该电信号的强度计算样气中的挥发性有机物的浓度。由于样气中的挥发性有机物分子对红外线的吸收，使检测器4接收的红外线的光信号的强度减弱，进而使由光信号转换的电信号减弱，这样，控制器7可以根据电信号的强度计算挥发性有机物的浓度。
在一个实施例中，非色散红外检测设备还包括信号放大电路5和模/数转换器6。信号放大电路5与检测器4相连接以放大检测器4从光信号转换而来的模拟信号，模/数转换器6分别与信号放大器5和控制器7相连接，用以从信号放大器5接收放大后的模拟信号、将放大后的模拟信号转换为数字信号并将该数字信号传送至控制器7，从而由控制器7根据该数字信号的强度计算样气中的挥发性有机物的浓度。
在一个实施例中，非色散红外检测设备还包括覆盖检测室2的内壁的反光层(图中未示出)。反光层由反光材料制成，对红外线的吸收量极小，从而使红外线对样气的照射更加稳定，提高非色散红外检测设备的检测稳定性。
在一个实施例中，该挥发性有机物浓度检测装置还包括流量计。流量计设置在用于连接检测出气口22与气泵的气管上，用于检测由至少一个取样探头和非色散红外检测设备组成的气路上的样气流量。通过实时检测样气流量可以及时发现气路是否发生堵塞，并且在特定工况中可以检测样气采集区域中气体流量并根据检测结果对采集区域中的气体流量进行实时控制。
参照图1，在一个实施例中，本实用新型提出的挥发性有机物浓度检测装置还包括过滤器和干燥器。
过滤器的过滤进气口通过气管与至少一个取样探头相连接、过滤出气口通过气管与干燥器的干燥进气口连接，干燥器的干燥出气口通过气管与非色散红外检测设备相连接。这样，在样气进入非色散红外检测设备进行浓度检测前，使用过滤器除去样气中的大颗粒污染物，并使用干燥器除去样气中的水分，从而提高挥发性有机物浓度的检测准确性。
优选地，挥发性有机物浓度检测装置还可以包括卤素洗涤器。在一个实施例中，卤素洗涤器可以设置在干燥器与非色散红外检测设备之间的气管上；在另一个实施例中，卤素洗涤器可以设置在至少一个取样探头与非色散红外检测设备之间的任一段气管上。样气中的卤素原子对红外线也有一定量的吸收，因此在样气进入非色散红外检测设备中进行浓度检测前使用卤素洗涤器除去样气中的卤素原子，可以提高挥发性有机物浓度的检测准确性。
下面结合图1和2说明本实用新型公开的挥发性有机物浓度检测装置的使用方法。首先将至少一个取样探头放置在需要检测挥发性有机物浓度的采样区域以准备采集样气。启动气泵，从而在至少一个取样探头和非色散红外检测设备以及用于连接它们的气管组成的气路上形成负压，使用至少一个取样探头采集样气。使用过滤器、干燥器和卤素洗涤器对样气进行过滤、干燥和除卤素操作。样气进入非色散红外检测设备，控制器7向红外光源1发出控制信号和红外光源调制脉冲；样气通过检测进气口21进入检测室2并通过检测出气口22从检测室2排出，红外线穿过检测室2内的样气和滤光片3被检测器4接收；检测器4检测接收的光信号，并且根据光电转换原理将光信号转换为电信号发送至控制器7；控制器7根据该电信号计算样气中的挥发性有机物对红外线的吸收数据，从而获得样气中的挥发性有机物的浓度。
由上述说明可知，本实用新型提出的使用挥发性有机物浓度检测装置对挥发性有机物浓度的检测方法可以在不使用催化剂的情况下利用非色散红外吸收法对挥发性有机物进行实时在线检测，无需高温加热，省去了催化材料定期更新的步骤，不涉及挥发性有机物催化转化效率问题，是一种非破坏型的检测方法。
图3示出了使用本实用新型公开的使用挥发性有机物浓度检测装置检测废气净化装置的净化效率的一个具体实施例。
在汽车喷烤漆室8给汽车9喷烤漆的过程中会产生多种挥发性有机物污染，故而在喷烤漆室的排气通道中设置废气净化装置10以对各种有害气体进行净化，其中废气净化装置10可以使用活性炭、紫外线、光催化等方式净化有害气体。为了检测净化装置10的净化效率，分别在A、B和C位置设置取样探头，检测过程如下：分别将3个取样探头放置在A、B和C位置；启动气泵以开始采集样气；使用非色散红外检测设备实时检测样气中的挥发性有机物的浓度；计算A、B和C位置处挥发性有机物的浓度的比值，从而获得废气净化装置10的净化效率。同时，通过设置在A、B和C位置处的挥发性有机物浓度检测装置的流量计实时测量A、B和C位置处的气体流量，结合3个位置处气体中的挥发性有机物浓度计算挥发性有机物的排放总量，从而实现对挥发性有机物的排放的实时控制。
需要说明的是，虽然在本文中通过对挥发性有机物浓度的检测说明本实用新型公开的挥发性有机物浓度检测装置，但该挥发性有机物浓度检测装置还可以用于对氮氧化物、碳氧化物以及总烃的检测。