CN103033398B - 一种可定时的被动式空气采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可定时的被动式空气采样器，包括空气采样器本体，该空气采样器本体包括：顶部开口的封装筒，封装筒的侧壁上设置有计时开始传感器和安装支架；套装于封装筒内的吸附剂笼，吸附剂笼的顶端设置有与封装筒的顶部密封配合的胶塞，其底部与封装筒底部之间设置有回位拉簧，吸附剂笼上设置有拉出时可露出封装筒的卡口和与计时开始传感器对应的感应体；设置于安装支架上，可沿封装筒径向移动并与卡口配合的卡柱；设置于封装筒外壁或者支架上并可控制卡柱与卡口脱离的电磁铁；与计时开始传感器和电磁铁相连的定时驱动电路。本发明可实现采样时间精确的自动控制，并且实现了自动封装，有效提高了被动式空气采样器的采样精度。

Description

一种可定时的被动式空气采样器

技术领域

本发明涉及空气有害物质检测技术领域，特别涉及一种可定时的被动式空气采样器。

背景技术

常压下，沸点在50°至260°范围内的有机化合物统称为VOC（volatile organic compounds），这些有机化合物主要包括：苯、甲苯、二甲苯、乙苯和苯乙烯等，由于建材、装饰材料、家具、家电在生产时使用了大量含有VOC和甲醛的材料，在随后的使用过程中，这些气体会逐步释放出来污染室内的空气环境；在VOC或甲醛超标的环境中居住、工作、学习的人时常会出现眼睛疼痛、咽喉痛、头痛、疲倦感、烦躁不安等症状，统称为“病态楼宇综合症”，严重时会导致多个器脏受损或白血病。

世界各发达国家对此都非常重视。我国于2001年出台了《民用建筑工程室内环境污染控制规范》，对于在VOC或甲醛等污染物超标的新建、改建、扩建建筑不予验收。

目前一般采用空气采样器对被检测环境中的可挥发性有机化合物（VOC）进行采集或提取，然后再将空气采样器与气相色谱仪连用以检测被测空气中的VOC浓度，空气采样器分为主动式空气采样器和被动式空气采样器，所谓主动空气采样器是指通过吸气泵和空气流量测量装置，在一定的时间将一定体积的空气样品通过采样器中的吸收介质，从而使VOC浓缩吸附在吸收介质中，然后再与气相色谱仪连用对VOC的浓度进行检测；被动式空气采样器是利用气体分子扩散或渗透原理采集空气中VOC的一种采样器，主要是靠将其吸附剂暴露在被检测的空气中一定的时间（采样时间）使空气中的一部分VOC吸附在其内部的吸附剂中。由于在采样时间一定时，吸附剂中吸附的VOC的量与空气中的VOC浓度呈正比；空气中的VOC浓度一定时，吸附剂中吸附的VOC的量与采样时间呈正比，因此测出吸收剂中的VOC含量然后与各种采样时间下、各种标准浓度下采样检测得到的关系曲线进行比对，即可检测出被检测环境中的VOC浓度。

目前工程验收所采用的检测方法是主动式空气采样方法，但是这就需要专门的检测人员携带检测仪器到现场进行数据采集，需要耗费大量的人力物力和时间，因而该种检测方法的检测成本较高，使许多家庭对室内环境检测望而却步，不适合普通家庭对室内空气的检测。

被动式空气采样器仅需将空气采样器放置在检测环境中进行采样即可，因而其可以大幅降低检测成本，但是目前的被动式空气采样器主要存在以下缺点：

1）采样时间记录不准确，被动式空气采样器的采样时间是由家庭用户掌控并记录的，由于家庭用户的非专业性，记录的采样时间可能与实际的采样时间不符，从而导致检测结果出现偏差；

2）采样后对被动式空气采样器操作不规范容易导致检测失败，由于家庭用户的非专业性，封闭操作时可能会有污染物进入到密封袋中，亦或是密封操作不及时或者密封不严，均会导致检测失败。

因此，如何能够提高被动式空气采样器的采样精度，实现用户对室内空气的自行采样，以推进空气采样器的普及程度，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种可定时的被动式空气采样器，以提高被动式空气采样器的采样精度，实现用户对室内空气的自行采样，从而推进空气采样器的普及程度。

为解决上述技术问题，本发明提供的可定时的被动式空气采样器，包括：

顶部开口的封装筒，所述封装筒的侧壁上设置有计时开始传感器和安装支架；

套装于所述封装筒内且表面设置有多个透气孔的吸附剂笼，所述吸附剂笼内置吸附剂，所述吸附剂笼的顶端设置有可拆装的顶盖以及可与所述封装筒的顶部密封配合的胶塞，其底部与所述封装筒的底部之间设置有回位拉簧，所述吸附剂笼上设置有当其处于拉出状态时可露出所述封装筒的卡口和刚好与所述计时开始传感器对应的感应体；

设置于所述安装支架上，可沿所述封装筒的径向前后移动并与所述卡口配合实现将所述吸附剂笼卡住和脱离的卡柱；

设置于所述封装筒外壁或者所述支架上并可控制所述卡柱与所述卡口脱离的电磁铁；

输入端与所述计时开始传感器相连，输出端与所述电磁铁相连的定时驱动电路。

优选的，所述吸附剂笼包括吸附剂笼本体和设置于所述吸附剂笼本体底部并与所述封装筒的内壁配合的活塞，所述卡口和所述感应体均设置在所述活塞上。

优选的，所述活塞可与所述封装筒的底部相接触，且所述活塞底部设置有回位拉簧容纳腔。

优选的，所述顶盖与所述吸附剂笼本体螺纹连接，且所述顶盖上还设置有拉钮。

优选的，所述电磁铁设置在所述封装筒外壁上，且所述电磁铁上设置有驱动滑杆，所述驱动滑杆的端部设置有斜面驱动块；所述卡柱上设置有与所述斜面驱动块配合的弧状突起，且所述卡柱与所述安装支架之间设置有压簧，所述卡柱下侧设置有与所述封装筒侧壁配合用于限制所述卡柱向前移动距离的定位突起。

优选的，所述封装筒的侧壁与其底部螺纹连接、法兰连接或压紧连接。

优选的，还包括罩设在所述空气采样器本体外部的壳体，所述壳体的顶部为一可开合的端盖，且所述端盖在关闭时可压紧所述拉钮。

优选的，所述端盖一侧与所述壳体侧壁铰接，且所述端盖与所述壳体侧壁之间设置有可支撑所述端盖保持开启状态的扭簧，所述端盖的另一侧内部设置有挂钩槽，所述壳体侧壁上设置有带有脱钩按钮的挂钩。

上述技术方案中所提供的可定时被动式空气采样器的吸附剂笼套装在顶部开口的封装筒内，且吸附剂笼的底部与封装筒的底部之间设置有回位拉簧，并且吸附剂笼的顶端设置有与封装筒顶部的开口密封配合的胶塞，因此在非采样时，拉簧可以保持对吸附剂笼的拉力，使胶塞压紧于封装筒顶部的开口上，防止吸附剂笼内的吸附剂与外界空气接触；

封装筒的侧壁上设置有计时开始传感器，并且吸附剂笼上设置有在其处于拉出状态时可以露出封装筒的卡口和刚好与计时开始传感器相对应的感应磁钢，安装支架上设置有由电磁铁控制的卡柱，卡柱可以在电磁铁的控制下与卡口配合并实现将吸附剂笼卡住和放开，计时开始传感器和电磁铁均与定时驱动电路相连，因此在采样时，将吸附剂笼向外拉出，卡柱与卡口配合将吸附剂笼卡住，以防止吸附剂笼在回位拉簧的作用下退回到封装筒内，使吸附剂笼内的吸附剂与外界空气接触，与此同时计时开始传感器将信号传递至定时驱动电路，定时驱动电路内预先设定好采样时间，当到达采样时间后，定时驱动电路内的定时器发出信号，触发电磁铁动作，进而使卡柱后退，吸附剂笼迅速被回位拉簧拉入封装筒内，并由其端部的胶塞实现与封装筒的密封。

由此可以看出，本发明所提供的可定时的被动式空气采样器实现了采样时间精确的自动控制，并且到达采样时间后实现了自动封装，这就使记录时间与采样时间可以保持一致，并且避免了人为封装所带入的污染物和密封不严密的问题，从而有效提高了被动式空气采样器的采样精度。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的可定时的被动式空气采样器的空气采样器本体的结构示意图；

图2为图1中所示的空气采样器本体在采样状态下的状态示意图；

图3为本发明实施例所提供的可定时的被动式空气采样器的空气采样器本体与外部壳体的安装示意图。

其中1为拉钮，2为胶塞，3为卡柱，4为定位突起，5为弧状突起，6为压簧，7为斜面驱动块，8为安装支架，9为电磁铁，10为定时驱动电路，11为驱动滑杆，12为卡口，13为感应体，14为回位拉簧，15为活塞，16为封装筒，17为吸附剂笼本体，18为计时开始传感器，19为端盖，20为壳体侧壁，21为脱钩按钮，22为挂钩槽，23为挂钩，24为顶盖。

具体实施方式

本发明核心是提供一种可定时的被动式空气采样器，该可定时的空气采样器采用“打气筒”式的密封装置与吸附剂笼组合应用，并采用电磁铁和定时驱动电路精确控制采样时间，并在采样结束之后实现自动封装，从而有效提高了被动式空气采样器的采样精度，并实现了用户对室内空气的自行采样。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请同时参考图1和图2，图1为本发明实施例所提供的可定时的被动式空气采样器的空气采样器本体的结构示意图，图2为图1中所示的空气采样器本体在采样状态下的状态示意图。

本发明所提供的可定时的被动式空气采样器采用“打气筒”式的封装筒与吸附剂笼的组合，并采用电磁铁和定时驱动电路精确控制吸附剂笼的采样时间，并在采样结束后实现自动封装。

该空气采样器包括采样器本体，采样器本体包括：

顶部开口的封装筒16，并且封装筒16的侧壁上设置有计时开始传感器18和安装支架8；

从顶部套入封装筒16内的吸附剂笼，吸附剂笼内置有用于吸收空气中的VOC以及甲醛等空气污染物的吸附剂，并且吸附剂笼的表面设置有多个透气孔，吸附剂笼的顶端设置有可拆装的顶盖24以及胶塞2，可拆装的顶盖24是为了方便采样开始前以及采样结束后分别将吸附剂装入吸附笼和取出吸附笼而设置，胶塞2上设置有密封斜面，请参考图1，该胶塞2可实现与封装筒16顶部的开口密封配合，吸附剂笼的底部和封装筒16的底部之间设置有回位拉簧14，回位拉簧14的一端与吸附剂笼的底部固定，另一端与封装筒16的底部固定，并且回位拉簧14始终处于拉伸状态，吸附剂笼上还设置有卡口12和感应体13，并且卡口12在吸附剂笼被拉出封装筒16时可以露出封装筒16，感应体13在吸附剂笼被拉出封装筒16时刚好与计时开始传感器18对应，以启动计时开始传感器18；

设置在安装支架8上，可沿封装筒16的径向前后移动（图1中为左右移动）并与卡口12相配合的卡柱3，卡柱3的顶端可伸入到卡口12内部，从而实现将吸附剂笼卡住，使吸附剂笼暴露在测试环境中，当测试结束后，卡柱3顶端向后（图1中为向右）移动，将吸附剂笼释放，使吸附剂笼在回位拉簧14的拉力作用下回弹至封装筒16内，并由吸附剂笼顶端的胶塞2实现其与封装筒16的密封；

设置在封装筒16外壁或者安装支架8上并可控制卡柱3与卡口12脱离的电磁铁9；

定时驱动电路10，定时驱动电路10内包含电池，并且定时驱动电路10的输入端与计时开始传感器18相连，输出端与电磁铁9相连，定时驱动电路18可以间隔预先设定好的时间后向电磁铁9发送电磁脉冲，驱动电磁铁9控制卡柱3动作，实现卡柱3与卡口12的脱离，从而将吸附剂笼释放。

该实施例中的卡柱3向后（图1中为向右）移动是通过电磁铁9控制实现的，其向前（图1中为向左）运动同样可采用电磁铁来实现，当计时开始传感器18感应到吸附剂笼上的感应体13时，电磁铁可控制卡柱3向前运动伸入到卡口12内，将吸附剂笼卡住，当然也可采用在卡柱3与安装支架8之间设置压簧的方式，实现通过压簧的压力实现卡柱3向前运动。

定时驱动电路10中的定时器可以采用电子式的定时器，同时也可以采用目前电扇或者洗衣机上普遍采用的机械式的定时器。

上述实施例例中的感应体13可以采用目前电子行业内通用的感应磁钢，计时开始传感器18可采用目前市售霍尔元件或者干簧管。

在采样时，首先将吸附剂笼由封装筒16内拉出，并由卡柱3与卡口12相配合将吸附剂笼卡住，使其暴露在测试环境的空气中，此时吸附剂笼上的感应体13触发设置在封装筒16侧壁上的计时开始传感器18，定时器开始计时，经过预先设定的采样时间之后，定时器会向驱动电路发送信号，此时驱动电路将向电磁铁9发送脉冲信号，控制卡柱3与卡口12脱离，从而释放吸附剂笼，吸附剂笼在回位拉簧14的拉力作用下迅速回弹至封装筒16内，并由其顶部的胶塞2实现与封装筒16的密封配合，此时即完成空气采样的整个过程。

由此可见本发明所提供的可定时的被动式空气采样器实现了采样时间精确的自动控制，并且到达采样时间后实现了自动封装，这就使记录时间与采样时间可以保持一致，并且避免了人为封装所带入的污染物和密封不严密的问题，从而有效提高了被动式空气采样器的采样精度。

为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本实施例中的吸附剂笼设置为两部分，包括吸附剂笼本体17和设置在吸附剂笼本体17底部并与封装筒16的内壁配合的活塞15，以使吸附剂笼可以更加平稳的从封装筒16内拉出，卡口12和感应体13均设置在活塞15上，为了避免卡口12和感应体13之间的相互影响，本实施例中优选的将卡口12和感应体13分别设置在活塞15相对的两侧，即使其之间的夹角为180°。

吸附剂笼本体17的长度可以根据吸附剂的种类和用量选定，为了使整个装置的结构更加紧凑，本实施例中的可定时的被动式空气采样器在非采样状态下，活塞15的底部与封装筒16的底部相接触，并且活塞15的底部设置有回位拉簧容纳腔，回位拉簧的一端与活塞15底部相连，另一端与封装筒16底部相连。

为了避免拉出吸附剂笼本体17的过程中操作者将手上携带的一些污染物带入到吸附剂笼本体17上影响检测结果，本实施例中优选的在顶盖24上设置了方便将吸附剂笼拉出封装筒16的拉扭1，并且顶盖24与吸附笼本体17优选的采用螺纹连接，以方便吸附剂的装入和取出，更为优选的，胶塞2设置在顶盖24上，如图1和图2中所示。

本实施例中对拉钮的具体形状不做限定，本领域技术人员可以想到多种方便吸附笼拉出封装筒的拉钮形式，如圆形拉钮、方形拉钮等，本发明中对此不再赘述。

本实施例中的可定时的被动式空气采样器的电磁铁9设置在封装筒16的外壁上，并且电磁铁9上设置有驱动滑杆11，如图1中所示，驱动滑杆11可在电磁铁9的驱动下上下运动，驱动滑杆11的顶端设置有斜面驱动块7；卡柱3上设置有与斜面驱动块7相配合的弧状突起5，并且卡柱3与安装支架8之间设置有压簧6，卡柱3的下侧设置有与封装筒16的侧壁配合用于限制卡柱3向前移动距离的定位突起4。

请参考图1和图2，当吸附剂笼封装在封装筒16内时，卡柱3的顶端顶住吸附剂笼上端的胶塞2，当吸附剂笼向外拉出时，卡柱3将在压簧6压力的作用下向前运动，并由定位突起4卡在封装筒16的外壁上，卡柱3的顶端设置有导向斜面，卡口12的上端面设置有与导向斜面相配合的入位斜面，当活塞15的入位斜面与卡柱3上的导向斜面相接触时，卡柱3将先向后移动然后向前运动伸入到卡口12内，采样结束后，电磁铁9将控制驱动滑杆11带动斜面驱动块7向上运动，斜面驱动块7将通过与弧状突起5的配合推动卡柱3克服压簧6的压力向后移动，从而实现卡柱3与卡口12的脱离，吸附剂笼在回位拉簧14的拉力作用下回弹至封装筒16内。

为了回位拉簧14安装的方便，本实施例中顶部开口的封装筒16其侧壁与底部设置为可拆装结构，封装筒16侧壁与封装筒16的底部采用螺纹连接、法兰连接、压紧连接中的任意一种方式进行连接，并且保证封装筒16的侧壁与底部之间密封不漏气。

为了进一步提高密封效果，本实施例中的可定时被动式空气采样器还包括了罩设在空气采样器本体外部的壳体，如图3中所示，并且壳体的顶部为一可开合的端盖19，该端盖19在关闭时可压紧吸附剂笼顶部的拉扭1，从而使吸附剂笼上的胶塞2与封装筒16的顶部开口进一步压紧，提高胶塞2的密封效果，本实施例中的拉钮1与端盖19相接触的一面优选的设置为弧面。

本实施例中的端盖19一侧与壳体侧壁20铰接，并且端盖19与壳体侧壁20之间设置有可支撑端盖19保持开启状态的扭簧（图3中未示出），端盖19的另一侧内部设置有挂钩槽22，壳体侧壁20上设置有带有脱钩按钮21的挂钩23，该挂钩23与挂钩槽22配合实现端盖19的开闭。

以上对本发明所提供的可定时的被动式空气采样器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可定时的被动式空气采样器，包括空气采样器本体，所述空气采样器本体包括：

顶部开口的封装筒(16)，所述封装筒(16)的侧壁上设置有计时开始传感器(18)和安装支架(8)；

套装于所述封装筒(16)内且表面设置有多个透气孔的吸附剂笼，所述吸附剂笼内置吸附剂，所述吸附剂笼的顶端设置有可拆装的顶盖(24)以及可与所述封装筒(16)的顶部密封配合的胶塞(2)，其底部与所述封装筒(16)的底部之间设置有回位拉簧(14)，所述吸附剂笼上设置有当其处于拉出状态时可露出所述封装筒(16)的卡口(12)和刚好与所述计时开始传感器(18)对应的感应体(13)，其中所述吸附剂笼包括吸附剂笼本体(17)和设置于所述吸附剂笼本体(17)底部并与所述封装筒(16)的内壁配合的活塞(15)，所述卡口(12)和所述感应体(13)均设置在所述活塞(15)上；

设置于所述安装支架(8)上，可沿所述封装筒(16)的径向前后移动并与所述卡口(12)配合实现将所述吸附剂笼卡住和释放的卡柱(3)；

设置于所述封装筒(16)外壁或者所述安装支架(8)上并可控制所述卡柱(3)与所述卡口(12)脱离的电磁铁(9)；

输入端与所述计时开始传感器(18)相连，输出端与所述电磁铁(9)相连的定时驱动电路(10)。

2.根据权利要求1所述的可定时的被动式空气采样器，其特征在于，所述活塞(15)可与所述封装筒(16)的底部相接触，且所述活塞(15)底部设置有回位拉簧容纳腔。

3.根据权利要求2所述的可定时的被动式空气采样器，其特征在于，所述顶盖(24)与所述吸附剂笼本体(17)螺纹连接，且所述顶盖(24)上还设置有拉钮(1)。

4.根据权利要求3所述的可定时的被动式空气采样器，其特征在于，所述电磁铁(9)设置在所述封装筒(16)外壁上，且所述电磁铁(9)上设置有驱动滑杆(11)，所述驱动滑杆(11)的端部设置有斜面驱动块(7)；所述卡柱(3)上设置有与所述斜面驱动块(7)配合的弧状突起(5)，且所述卡柱(3)与所述安装支架(8)之间设置有压簧(6)，所述卡柱(3)下侧设置有与所述封装筒(16)侧壁配合用于限制所述卡柱(3)向前移动距离的定位突起(4)。

5.根据权利要求1所述的可定时的被动式空气采样器，其特征在于，所述封装筒(16)的侧壁与其底部螺纹连接、法兰连接或压紧连接。

6.根据权利要求3或4所述的可定时的被动式空气采样器，其特征在于，还包括罩设在所述空气采样器本体外部的壳体，所述壳体的顶部为一可开合的端盖(19)，且所述端盖(19)在关闭时可压紧所述拉钮(1)。

7.根据权利要求6所述的可定时的被动式空气采样器，其特征在于，所述端盖(19)一侧与壳体侧壁(20)铰接，且所述端盖(19)与所述壳体侧壁(20)之间设置有可支撑所述端盖(19)保持开启状态的扭簧，所述端盖(19)的另一侧内部设置有挂钩槽(22)，所述壳体侧壁(20)上设置有带有脱钩按钮(21)的挂钩(23)。