一種同軸式多試樣大氣自動採集設備及方法與流程

2023-10-29 15:04:45 1

本發明屬於環保檢測技術領域，具體來說，涉及一種同軸式多試樣大氣自動採集設備及方法。

背景技術：

面對日益嚴峻的環境汙染，對大氣細微顆粒物、半揮發和揮發性有機物等汙染物含量、環境質量及變化趨勢進行實時準確監測是所有大氣環境工作的物質基礎，我國自2000年開始對二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物等汙染物進行監測。隨著監測要求、水平的提高，自動監測逐漸成為大氣監測的主流，相應的大氣自動採樣裝置研發也成為完善大氣自動監測系統的基礎。

目前常用的大氣採樣裝置中應用範圍最廣、使用時間最長的是大氣質量監測裝置，國際上多採用乾式測量法進行大氣採樣。裝置以人工、半自動為主，直讀型、在線型、應急檢測裝置等以進口為主，自動監測系統採樣點位通常較固定，突發性汙染源和應急現場仍以人工採樣為主。而且，現有大氣人工採樣裝置採集多組樣品往往需要手動換樣、調節儀器，人機互動差、靈活性差，價格昂貴、體積龐大，對使用環境要求也十分苛刻，不能用於環境領域裡條件複雜現場野外分析監測。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供了一種採集性能優異的同軸式多試樣大氣自動採集設備及方法。

一種同軸式多試樣大氣自動採集設備，所述採集設備包括迴轉裝置、存儲裝置和大氣採集裝置三部分，其特徵在於：

所述迴轉裝置由迴轉電機1、傳動機構2和迴轉支撐3組成；其中，所述迴轉電機1通過傳動機構2帶動迴轉支撐3旋轉運動；

所述存儲裝置放置於所述迴轉裝置的上方，所述存儲裝置由存儲倉4、收集瓶5、瓶塞6、採集管7、氣象參數測定儀8和顯示屏12組成，其中，存儲倉4與所述迴轉支撐3同軸安裝，存儲倉4底部與迴轉支撐3底盤上表面重合，收集瓶5均勻放置在所述儲倉4沿圓周分布的倉孔內，採集管7穿過瓶塞6的中心孔放置在所述收集瓶5中，氣象參數測定儀8外接在所述採集管7埠以檢測大氣的溫度、溼度、風速、風向和氣壓參數，顯示屏12安裝在所述存儲倉4的外表面，用來實時顯示參數信息；

大氣採集裝置與所述存儲裝置同心放置，所述大氣採集裝置由上蓋板9、旋轉倉10、採集口11、傳感器13、伺服電機14、抽氣泵15和電子流量計16組成，其中，旋轉倉10同軸放置在所述存儲倉4孔內並由所述迴轉支撐3帶動旋轉，上蓋板9用來密封所述旋轉倉10，採集口11設置在所述旋轉倉10上方，並與所述收集瓶5的伸出口同軸放置，傳感器13、伺服電機14、抽氣泵15和電子流量計16放置在所述旋轉倉10內部，所述傳感器13和電子流量計16控制大氣採集流量以及在收集瓶採集滿後給出信號，所述伺服電機14控制所述採集口11的伸縮，實現收集瓶與採集口的精準定位、卡緊；所述抽氣泵15提供大氣採集所需動力。

可選的，所述採集口11帶有密封葉片，收集氣體時葉片向內側收縮與所述收集瓶5輸出口連接，結束收集時葉片回歸原位實現密封。

可選的，所述採集口11長度調整範圍為±50mm，控制精度為±0.1mm。

可選的，所述收集瓶5為10個且沿圓周均勻分布。

可選的，所述電子流量計16控制範圍為0～1min/L。

可選的，所述存儲倉4旋轉速度範圍為2rad/s。

可選的，所述收集瓶5中採集精度為±5ml。

可選的，所述上蓋板9上端設有提手，長度等於上蓋板半徑值，高度為0.5倍半徑。

一種同軸式多試樣大氣自動採集方法，使用上述同軸式多試樣大氣自動採集設備檢測大氣的溫度、溼度、風速、風向和氣壓五種參數，具體方法如下：迴轉電機1通過傳動機構2帶動迴轉支撐3旋轉運動，進而帶動旋轉倉10轉動，使得目標存儲倉4內的一個收集瓶5與採集口11對準，伺服電機14控制採集口11的伸縮，實現收集瓶與採集口的精準定位和卡緊，抽氣泵15提供大氣採集所需動力，傳感器13和電子流量計16控制大氣採集流量以及在收集瓶採集滿後給出信號，收集氣體時採集口11的密封葉片向內側收縮與收集瓶5的輸出口連接，結束收集時葉片回歸原位實現密封，氣象參數測定儀8外接在採集管7埠以檢測大氣的溫度、溼度、風速、風向和氣壓參數，顯示屏12實時顯示參數信息。

與現有技術相比，本發明採用計算機自動控制大氣採樣全過程，使用氣象參數測定儀在採樣的同時測量大氣的溫度、溼度、風速、風向和氣壓，操作便捷、控制精度及工作效率高，顯示屏示出全過程採集參數、設備參數等信息，直觀且便於檢查實驗合理性；利用迴轉裝置實現倉筒的高精度緩慢旋轉，利用伺服電機控制採集口的伸縮，耦合實現收集瓶與採集口的精準定位、卡緊；本發明旋轉倉內配置有傳感器和電子流量器，用來控制大氣採集流量以及在收集瓶採集滿後給出信號。綜上所述，本發明結構緊湊、佔地面積小、精度好、效率高，實現多個試樣瓶的自動化採集，大大節約了試驗操作時間，降低了操作人員的工作強度，具有很大的推廣價值。

附圖說明

圖1是本發明實施例中的同軸式多試樣大氣自動採集設備的結構主視圖；

圖2是本發明實施例中的同軸式多試樣大氣自動採集設備的結構俯視圖；

其中，迴轉電機-1、傳動機構-2、迴轉支撐-3、存儲倉-4、收集瓶-5、瓶塞-6、採集管-7、氣象參數測定儀-8、上蓋板-9、旋轉倉-10、採集口-11、顯示屏-12、傳感器-13、伺服電機-14、抽氣泵-15、電子流量計-16。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明所述的同軸式多試樣大氣自動採集設備及方法做進一步說明，但是本發明的保護範圍並不限於此。

一種同軸式多試樣大氣自動採集設備，所述採集設備包括迴轉裝置、存儲裝置和大氣採集裝置三部分。

所述迴轉裝置由迴轉電機1、傳動機構2和迴轉支撐3組成；其中，所述迴轉電機1通過傳動機構2帶動迴轉支撐3旋轉運動。

所述存儲裝置放置於所述迴轉裝置的上方，所述存儲裝置由存儲倉4、收集瓶5、瓶塞6、採集管7、氣象參數測定儀8和顯示屏12組成，其中，存儲倉4與所述迴轉支撐3同軸安裝，存儲倉4底部與迴轉支撐3底盤上表面重合，收集瓶5均勻放置在所述儲倉4沿圓周分布的倉孔內，採集管7穿過瓶塞6的中心孔放置在所述收集瓶5中，氣象參數測定儀8外接在所述採集管7埠以檢測五種氣象參數，即，大氣的溫度、溼度、風速、風向和氣壓參數，顯示屏12安裝在所述存儲倉4的外表面，用來實時顯示參數信息。

大氣採集裝置與所述存儲裝置同心放置，所述大氣採集裝置由上蓋板9、旋轉倉10、採集口11、傳感器13、伺服電機14、抽氣泵15和電子流量計16組成，其中，旋轉倉10同軸放置在所述存儲倉4孔內並由所述迴轉支撐3帶動旋轉，上蓋板9用來密封所述旋轉倉10，採集口11設置在所述旋轉倉10上方，並與所述收集瓶5的伸出口同軸放置，傳感器13、伺服電機14、抽氣泵15和電子流量計16放置在所述旋轉倉10內部，所述傳感器13和電子流量計16控制大氣採集流量以及在收集瓶採集滿後給出信號，所述伺服電機14控制所述採集口11的伸縮，實現收集瓶與採集口的精準定位、卡緊，所述抽氣泵15提供大氣採集所需動力。

可選的，所述採集口11帶有密封葉片，收集氣體時葉片向內側收縮與所述收集瓶5輸出口連接，結束收集時葉片回歸原位實現密封；採集口長度調整範圍為±50mm，控制精度為±0.1mm。所述收集瓶5為10個，沿圓周均勻分布，電子流量計範圍為0～1min/L。所述存儲倉4旋轉速度範圍為2rad/s，收集瓶5中採集精度為±5ml。所述上蓋板9上端設有提手，長度等於上蓋板半徑值，高度為0.5倍半徑。

一種同軸式多試樣大氣自動採集方法，使用上述同軸式多試樣大氣自動採集設備檢測大氣的溫度、溼度、風速、風向和氣壓五種參數，具體方法如下：迴轉電機1通過傳動機構2帶動迴轉支撐3旋轉運動，進而帶動旋轉倉10轉動，使得目標存儲倉4內的一個收集瓶5與採集口11對準，伺服電機14控制採集口11的伸縮，實現收集瓶與採集口的精準定位和卡緊，抽氣泵15提供大氣採集所需動力，傳感器13和電子流量計16控制大氣採集流量以及在收集瓶採集滿後給出信號，收集氣體時採集口11的密封葉片向內側收縮與收集瓶5的輸出口連接，結束收集時葉片回歸原位實現密封，氣象參數測定儀8外接在採集管7埠以檢測大氣的溫度、溼度、風速、風向和氣壓參數，顯示屏12實時顯示參數信息。

與現有技術相比，本發明採用計算機自動控制大氣採樣全過程，使用氣象參數測定儀在採樣的同時測量大氣的溫度、溼度、風速、風向和氣壓，操作便捷、控制精度及工作效率高，顯示屏示出全過程採集參數、設備參數等信息，直觀且便於檢查實驗合理性；利用迴轉裝置實現倉筒的高精度緩慢旋轉，利用伺服電機控制採集口的伸縮，耦合實現收集瓶與採集口的精準定位、卡緊；本發明旋轉倉內配置有傳感器和電子流量器，用來控制大氣採集流量以及在收集瓶採集滿後給出信號。綜上所述，本發明結構緊湊、佔地面積小、精度好、效率高，實現多個試樣瓶的自動化採集，大大節約了試驗操作時間，降低了操作人員的工作強度，具有很大的推廣價值。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。