CN102890018A - 多通道大气采样设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道大气采样设备，其气路切换装置包括：气路切换装置，包括：连杆、活塞、套筒及推动机构，套筒的一端密封、另一端与外界气源连通，且外壁开设有与套筒内部连通的气嘴，贯穿活塞的一端面及侧表面开设有通槽，推动机构通过连杆推动活塞在套筒内滑动，当气嘴与通槽对准时，气嘴、通槽及外界气源形成抽气通道；控制装置，和推动机构相连接，且用于控制推动机构推动活塞在套筒内的位置，包括：输入模块、控制器及显示模块，控制器分别与输入模块及显示模块相连接，输入模块用于对控制器输入控制参数，控制器根据控制参数控制推动机构工作。本发明是一种结构简单，能耗低的多通道大气采样设备。

Description

多通道大气采样设备

技术领域

本发明涉及一种大气采样装置领域，尤其涉及一种结构简单、能耗低的多通道大气采样设备。

背景技术

随着人类工业化的进程，环境问题日益严重。工业生产大量排放废气，空气中有害气体含量不断增加，给人们的健康带来了严重的危害。

气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。为此，必须加强对大气环境的监测和控制。为了实现大气监测，需要对大气进行样品采集以作分析，空气采样器应运而生。直线式多通道大气采样设备主要功能就是准确实现对环境空气的定量采集，为成分分析提供可靠的样本。

现有多通道采样系统主要是通过控制多个电磁阀来控制多个气路的转换，有多少个通道，则需要多少个电磁阀，且工作时各个电磁阀都要一直通电。例如青岛崂山电子仪器厂推出的YQ-8多路气体采样器，主机内部设置了8个电磁阀，可以实现双路气体的同时采集和气路切换，但多个电磁阀的设置造成内部元器件较多，体积较大，质量加重，耗电量较高。

因此，亟需一种结构简单，能耗低的多通道大气采样设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，能耗低的多通道大气采样设备。

为了实现上述目地，本发明的技术方案是：提供一种多通道大气采样设备，包括：

气路切换装置，包括：连杆、活塞、套筒及推动机构，所述套筒一端开设有供所述活塞进出的筒口，且外壁开设有与所述套筒内部连通的气嘴，贯穿所述活塞的一端面及侧表面开设有通槽，所述推动机构通过所述连杆推动所述活塞在所述套筒内滑动，当所述气嘴与所述通槽对准时，所述气嘴、通槽及外界气源形成抽气通道；

控制装置，和所述推动机构相连接，且用于控制所述推动机构推动所述活塞在所述套筒内的位置，包括：输入模块、控制器及显示模块，所述控制器分别与所述输入模块及显示模块相连接，所述输入模块用于对所述控制器输入控制参数，所述控制器根据控制参数控制所述推动机构工作。

所述连杆呈中空结构，所述连杆一端与外界气源连通，一端与所述通槽连通。

所述推动机构为电机，所述控制器控制所述电机的转动，所述电机通过所述连杆推动所述活塞在所述套筒内滑动。

所述推动机构为气缸，所述控制器控制所述气缸通过所述连杆推动所述活塞在所述套筒内滑动。

所述控制装置还包括和所述控制器相连接的传感器，所述传感器用于感知所述电机的转动情况，并反馈回所述控制器。

所述多通道大气采样设备包括外壳、底板及平板，所述气路切换装置及控制装置均装设于所述平板上，所述平板固定安装于所述底板上，所述外壳包覆于所述底板上。

所述多通道大气采样设备还包括平衡机构，所述平衡机构包括第一固定板、第二固定板及活动板，所述第一固定板及第二固定板均固定安装于所述平板上，还包括丝杠和平衡杆，所述丝杠一端与所述电机连接，另一端穿过所述第一固定板并枢接于所述第二固定板上，所述平衡杆两端分别与所述第一固定板及第二固定板固定连接，所述活动板设置有与所述丝杠相配合的内螺纹，且设置于所述第一固定板与第二固定板之间，并让所述丝杠和平衡杆穿过，所述连杆一端与所述活动板连接，另一端与所述活塞连接，所述电机转动时，通过所述丝杠带动所述活动板移动，所述活动板通过所述连杆带动所述活塞运动。

所述控制器还包括挡光片，所述挡光片呈外边缘均匀的开设有缺口的圆环状，且套设于所述丝杠上，所述传感器为光电传感器并安装于所述平板上，所述光电传感器向所述挡光片发射光信号，所述控制器计算所述光信号通过所述缺口的次数，得出所述活塞在所述套筒内所处的位置信息。

所述外壳的上端面设置有若干与所述气嘴相连的采样口，采样瓶与所述采样口连通，所述输入模块及显示模块均装设于所述外壳的前端面。

所述气嘴在所述套筒的外壁上呈一字排开的设置在所述外壁上。

与现有技术相比，本发明多通道大气采样设备，包括气路切换装置及控制装置，所述气路切换装置包括：活塞、套筒及推动机构，所述套筒的侧壁开设有若干气嘴，且是所述套筒的一端开设有与外界气源连通的通孔，所述推动机构通过所述连杆推动所述活塞在套筒内滑动，所述气嘴与所述采样瓶连通，通过所述控制装置控制所述活塞的位置，在需要采样时，所述气嘴分别与所述采样口连通，将所述采样口均与多个采样瓶连通，通过所述控制器设定在不同的时间段控制所述活塞在所述套筒内的位置，在一个连续的时间段内，由不同的采样瓶进行采样，因此工作人员在采样的过程中，能够很好的掌握采集的顺序一级采集空气样品的时间，另，本发明是一种结构简单，能耗低的多通道大气采样设备。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1所示为本发明多通道大气采样设备的一个实施例的外部结构示意图。

图2为如图1所示的多通道大气采样设备的气路切换装置一个实施例的结构示意图。

图3为如图1所示的多通道大气采样设备的控制装置的电路原理图。

图4为如图1所示的多通道大气采样设备的气路切换装置另一个实施例的结构示意图。

图5为本发明多通道大气采样设备连杆、活塞套筒相配合的一个实施例的结构示意图。

图示说明：多通道大气采样设备100，气路切换装置10，活塞11，通槽11a，套筒12，推动机构13，连杆132，气嘴14a、14b、14c、14d，控制装置20，输入模块21，控制器22，显示模块23，挡光片24，传感器25，平板30，外壳40，采样口41，平衡机构50，第一固定板51，第二固定板52，活动板53，丝杠54，平衡杆55，底板60，气泵70。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1-4所示，如图1所示的实施例提供的多通道大气采样设备100，其包括：气路切换装置10及控制装置20，均装设于所述平板30上，且所述平板30装设于底板60上，由外壳40包覆。

如图2、4及5所示，所述气路切换装置10，包括：连杆132、活塞11、套筒12及推动机构13，所述套筒12一端开设有供所述活塞11进出的筒口，且外壁开设有与所述套筒12内部连通的气嘴14a、14b、14c、14d，贯穿所述活塞11的一端面及侧表面开设有通槽11a，所述推动机构13通过所述连杆132推动所述活塞11在所述套筒12内滑动，当所述气嘴14a与所述通槽11a对准时，所述气嘴14a、通槽11a及外界气源形成抽气通道，外界气源为一气泵70抽取外界空气形成。

如图1、3所示，所述控制装置20和所述推动机构13相连接，且用于控制所述推动机构13推动所述活塞11在所述套筒12内的位置，包括：输入模块21、控制器22及显示模块23，所述控制器22分别与所述输入模块21及显示模块23相连接，所述输入模块21用于对所述控制器22输入控制参数，在此，所述输入模块21可以是集成在所述显示模块23上的触摸输入，或者另外装设在如图1所示的所述的外壳40的前表面上，所述控制器22根据控制参数控制所述推动机构13工作，该参数的设定情况如：在第一时间段内，让所述活塞11处于气嘴14a的位置处，让与气嘴14a连通的采样瓶进行采样；在第二个时间段内，让所述活塞11处于气嘴14b的位置处，并停止与气嘴14a连通的采样瓶采样，让与气嘴14b连通的采样瓶进行采样，如此完成了多个采样瓶在第三时间段、第四时间段甚至更多的时间段内的采样工作。

如图2、5所示，在本实施例中，所述连杆132呈中空结构，所述连杆132一端与外界气源连通，一端与所述通槽11a连通，所述连杆132、通槽11a及气嘴形成抽气通道。

如图2所示，所述推动机构13包括电机及连杆132，所述控制器22控制所述电机的转动，所述电机通过所述连杆132推动所述活塞11在所述套筒12内滑动，具体地，所述电机正转和反转都会带动所述丝杠54转动，所述丝杠54和所述活动板53螺旋配合，所述活动板53则在所述丝杠54和平衡杆55上滑动，进而通过所述连杆132推动所述活塞11在所述套筒12内的滑动。

在一个实施例中，所述推动机构13在实际操作中可以为气缸，所述控制器22控制所述气缸通过所述连杆132推动所述活塞11在所述套筒12内滑动，通过所述气缸作为动力源的情况下，所述气缸可以直接通过所述连杆132推动所述活塞11在所述套筒12内滑动，而不用通过丝杠54的螺纹配合。

如图2所示，所述控制装置20还包括和所述控制器22相连接的传感器25，所述传感器25用于感知所述连杆132的转动情况，并反馈回所述控制器22，所述控制器22所述传感器25反馈的信息，控制所述推动机构13工作。

如图1所示，所述多通道大气采样设备100包括外壳40、底板60及平板30，所述气路切换装置10及控制装置20均装设于所述平板30上，所述平板30固定安装于所述底板60上，所述外壳40包覆于所述底板60上。

如图2所示，所述多通道大气采样设备100安装于所述平板30上，所述控制器22还包括挡光片24，所述挡光片24呈外边缘均匀的开设有缺口的圆环状，且套设于所述丝杠54上，所述传感器25为光电传感器并安装于所述平板30上，所述光电传感器向所述挡光片24发射光信号，所述控制器22计算所述光信号通过所述缺口的次数，得出所述活塞11在所述套筒12内所处的位置信息，所述控制器22根据所述位置信息控制所述电机的转动。

如图2、5所示的实施例中，所述多通道大气采样设备100还包括平衡机构50，所述平衡机构50包括第一固定板51、第二固定板52及活动板53，所述第一固定板51及第二固定板52均固定安装于所述平板30上，还包括丝杠54和平衡杆55，所述丝杠54一端与所述电机连接，另一端穿过所述第一固定板51并枢接于所述第二固定板52上，所述平衡杆55两端分别与所述第一固定板51及第二固定板52固定连接，所述活动板53设置有与所述丝杠54相配合的内螺纹，且设置于所述第一固定板51与第二固定板52之间，并让所述丝杠54和平衡杆55穿过，所述连杆132一端与所述活动板53连接，另一端与所述活塞11连接，所述电机转动时，通过所述丝杠54带动所述活动板53移动，所述活动板53通过所述连杆132带动所述活塞11运动，在此，所述连杆132是呈中空结构，所述连杆132、通槽11a及气嘴形成抽气通道。通过所述平衡机构50，使得所述电机对所述活塞11的推动相当的平稳，有利于提高整个所述多通道大气采样设备100的使用寿命。

如图1所示，所述多通道大气采样设备100还包括有外壳40，所述外壳40的上端面设置有与所述气嘴14a、14b、14c、14d相连的采样口41，所述气嘴14a、14b、14c、14d与所述采样口41可以通过硅胶管来连通，采样瓶与所述采样口41连通，所述输入模块21及显示模块23均装设于所述外壳40的前端面。

如图2所示，所述气嘴14a、14b、14c、14d在所述套筒12的外壁上呈一字排开的设置在所述外壁上。讲所述气嘴14a、14b、14c、14d呈一字排开的设置在所述套筒12的外壁上更有利于进行采样。

在一个实施例中，还包括有浮子流量计(图上未视)，所述气嘴14a、14b、14c、14d均通过所述浮子流量计与所述采样口41连通，通过所述浮子流量计可以让工作人员随时掌握采样空气的流量大小。

在一个实施例中，所述多通道大气采样设备100，可以包括一平板30、多组气路切换装置10及一控制装置20，根据需要，若对采样的样品数比较多的场合，普通情况下是在所述平板30上安装两组所述气路切换装置10，并通过与所述控制装置20的连接，所述控制装置20通过编程，实现对两组所述气路切换装置20进行控制。

如图4所示的实施例中，所述电机直接通过丝杠54与连杆132的螺旋配合，控制所述活塞11在所述套筒12内的位置。

如图5所示，在一个实施例中，所述活塞11和连杆132呈一体成型结构。

结合图1-5，本发明多通道大气采样设备100，包括气路切换装置10及控制装置20，所述气路切换装置10包括活塞11、套筒12及推动机构13，所述套筒12为圆筒状，且呈水平放置的固定在平板30上，所述套筒12的外壁开设有四气嘴，分别是14a、14b、14c、14d，外界气源即是所述多通道大气采样设备100所处环境下的空气，所述推动机构13推动所述活塞11在套筒12内滑动，所述气嘴14a、14b、14c、14d与所述采样瓶连通，在需要采样时，所述气嘴14a、14b、14c、14d分别与所述采样口41连通，将所述采样口41均与多个采样瓶连通，通过所述控制器22设定在不同的时间段控制所述活塞11在所述套筒12内的位置，在一个连续的时间段内，由不同的采样瓶进行采样，因此工作人员在采样的过程中，能够很好的掌握采集的顺序一级采集空气样品的时间，另，本发明多通道大气采样设备100结构简单，能耗低。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种多通道大气采样设备，其特征在于，包括：

气路切换装置，包括：连杆、活塞、套筒及推动机构，所述套筒一端开设有供所述活塞进出的筒口，且外壁开设有与所述套筒内部连通的气嘴，贯穿所述活塞的一端面及侧表面开设有通槽，所述推动机构通过所述连杆推动所述活塞在所述套筒内滑动，当所述气嘴与所述通槽对准时，所述气嘴、通槽及外界气源形成抽气通道；

控制装置，和所述推动机构相连接，且用于控制所述推动机构推动所述活塞在所述套筒内的位置，包括：输入模块、控制器及显示模块，所述控制器分别与所述输入模块及显示模块相连接，所述输入模块用于对所述控制器输入控制参数，所述控制器根据控制参数控制所述推动机构工作。

2.如权利要求1所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述连杆呈中空结构，所述连杆一端与外界气源连通，一端与所述通槽连通。

3.如权利要求1所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述推动机构为电机，所述控制器控制所述电机的转动，所述电机通过所述连杆推动所述活塞在所述套筒内滑动。

4.如权利要求1所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述推动机构为气缸，所述控制器控制所述气缸通过所述连杆推动所述活塞在所述套筒内滑动。

5.如权利要求1所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述控制装置还包括和所述控制器相连接的传感器，所述传感器用于感知所述电机的转动情况，并反馈回所述控制器。

6.如权利要求1所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述多通道大气采样设备包括外壳、底板及平板，所述气路切换装置及控制装置均装设于所述平板上，所述平板固定安装于所述底板上，所述外壳包覆于所述底板上。

7.如权利要求6所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述多通道大气采样设备还包括平衡机构，所述平衡机构包括第一固定板、第二固定板及活动板，所述第一固定板及第二固定板均固定安装于所述平板上，还包括丝杠和平衡杆，所述丝杠一端与所述电机连接，另一端穿过所述第一固定板并枢接于所述第二固定板上，所述平衡杆两端分别与所述第一固定板及第二固定板固定连接，所述活动板设置有与所述丝杠相配合的内螺纹，且设置于所述第一固定板与第二固定板之间，并让所述丝杠和平衡杆穿过，所述连杆一端与所述活动板连接，另一端与所述活塞连接，所述电机转动时，通过所述丝杠带动所述活动板移动，所述活动板通过所述连杆带动所述活塞运动。

8.如权利要求7所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述控制器还包括挡光片，所述挡光片呈外边缘均匀的开设有缺口的圆环状，且套设于所述丝杠上，所述传感器为光电传感器并安装于所述平板上，所述光电传感器向所述挡光片发射光信号，所述控制器计算所述光信号通过所述缺口的次数，得出所述活塞在所述套筒内所处的位置信息。

9.如权利要求6所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述外壳的上端面设置有若干与所述气嘴相连的采样口，采样瓶与所述采样口连通，所述输入模块及显示模块均装设于所述外壳的前端面。

10.如权利要求1所述的多通道大气采样设备，其特征在于：所述气嘴在所述套筒的外壁上呈一字排开的设置在所述外壁上。

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