CN104344978B - 一种环境监测样本采集器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境监测样本采集器，包括负压采集箱、抽气泵、气体流量计、流量调节阀、电动机、充电电池和控制系统；所述气体流量计设置于负压采集箱前端，所述负压采集箱另一端与流量调节阀连接，所述流量调节阀与通过管道与抽气泵连接，所述抽气泵与电动机连接，所述电动机与充电电池连接；所述控制系统分别与抽气泵、气体流量计、流量调节阀、电动机、充电电池连接。本发明提供的手自一体气体采样器采用充电电池和手动抽气装置，使采样器能够通过电动和手动两种方式进行采集样本，保证了采样工作的顺利进行。通过两个负压箱进行自动切换，使得产生负压效率增加。

Description

一种环境监测样本采集器

技术领域

本发明涉及环境监测采样设备，尤其是涉及一种环境监测样本采集器及采集方法。

背景技术

在对环境进行检测，需要采集环境大气以及固定污染源大气，然后在实验室进行分析，隐藏气体采样时需要专用的设备，将所需气体采集到专用气袋中，带回实验室分析。由于是在户外长期时间收集气体，一般通过抽气泵来进行，而抽气泵一般需要使用相应的充电电池，如果充电电池没有电能，那么在野外电力不是很方便获取，甚至无法进行充电，这影响到采气工作的顺利进行；同时，由于采集容器如果比较大，产生负压效率要就比较低，达到负压所需时间比较长。

现有的负压气体采样器，因此有必要予以改进。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种环境监测样本采集器及采集方法。

本发明的目的之一是提出一种环境监测样本采集器；本发明的目的之二是提出一种环境监测样本采集方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种环境监测样本采集器，包括负压采集箱、抽气泵、气体流量计、流量调节阀、电动机、充电电池、快速充电装置和控制系统；

所述气体流量计设置于负压采集箱前端，所述负压采集箱另一端与流量调节阀连接，所述流量调节阀与通过管道与抽气泵连接，所述抽气泵与电动机连接，所述电动机与充电电池连接；所述控制系统分别与抽气泵、气体流量计、流量调节阀、电动机、充电电池连接；

所述快速充电装置包括飞轮、传动齿轮、可调试齿轮、微型发电装置、充电器、蓄电池；

所述飞轮上设置有使飞轮转动的手柄；所述传动齿轮与可调试齿轮连接；所述可调试齿轮与微型发电装置连接；所述微型发电装置与充电器连接；所述充电器与蓄电池连接。

进一步，所述负压采集箱包括第一负压箱、第二负压箱和负压箱切换装置；

所述负压箱切换装置设置于第一负压箱和第二负压箱之间；所述第一负压箱和第二负压箱通过负压箱切换装置分别与气体流量计连接；

所述第一负压箱和第二负压箱分别包括真空箱、采样袋、抽气装置、采气单向阀和抽气单向阀；

所述采样袋设置于真空箱内，所述采气单向阀的出气端与采样袋进气口连接，所述采气单向阀的进气端设置于真空箱上与外部气体连通，所述真空箱上设置有抽气接口，所述抽气接口设置有抽气单向阀，所述抽气装置的进气端通过管道与抽气单向阀连接；

所述负压箱切换装置包括第一管道、第二管道和第三管道；所述第一管道、第二管道和第三管道呈Y型连接，所述Y型连接中心处设置有连通阀门，所述连通阀门分别使第一管道和第二管道与第三管道连通；所述第一管道与第一负压箱连通；所述第二管道与第二负压箱连通；所述第三管道与气体流 量计连接。

进一步，所述控制系统包括气体流量监测模块、负压箱切换模块、采气控制模块和抽气控制模块；

所述气体流量监测模块与气体流量计连接，用于获取气体流量；

所述负压箱切换模块与负压箱切换装置连接，用于控制负压箱切换装置的转换状态；

所述采气控制模块分别与第一负压箱和第二负压箱的采气端口连接，用于分别控制第一负压箱和第二负压箱的采气状态；

所述抽气控制模块分别与第一负压箱和第二负压箱的抽气端口连接，用于分别控制第一负压箱和第二负压箱的抽气状态。

进一步，还包括地下水采集器，所述地下水采集器包括储水容器、抽水机和水流量计；所述抽水机与电动机连接，所述抽水机出水口与储水容器管道连接；所述水流量计设置于储水容器前端用于获取储水容器中的水量信号并将水量信号反馈到控制系统中的地下水采集控制模块，所述地下水采集控制模块根据预设水量采集信号来控制电动机的工作状态。

进一步，所述抽气接口包括多个设置于真空箱上的抽气接口，所述每个抽气接口上均设置有抽气单向阀；所述采气单向阀进气端设置有气体流量计。

进一步，还包括太阳能充电装置，所述太阳能充电装置与充电电池连接。

进一步，还包括稳流器，所述稳流器设置于抽气泵进气端和流量调节阀之间。

本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种环境监测样本采集方法，包括以下步骤：

S1：设置监测样本采集参数；

S2：启动电机打开抽气单向阀对第一负压箱进行抽气；

S3：打开第一负压箱采气单向阀进行采气；

S4：通过气体流量计获取采样袋的气体采集量并输入到气体流量监测模块中；

S5：判断气体采集量是否达到预设采集值，如果否，则返回步骤S4；

S6：如果是，则通过负压箱切换模块启动负压箱切换装置并打开第二负压箱的抽气单向阀对第二负压箱进行抽气；

S7：打开第第二负压箱采气单向阀进行采气；

S8：通过气体流量计获取第二负压箱中采样袋的气体采集量并输入到气体流量监测模块中；

S9：判断第二负压箱中采样袋气体采集量是否达到预设采集值，如果否，则返回步骤S8；

S10：如果是，则停止采气。

进一步，还包括以下步骤：

S11：设置地下水采集参数；

S12：启动电动机并驱动抽水机进行抽水；

S13：通过水流量计获取抽水量并将抽水量输入到地下水采集控制模块中；

S14：判断地下水抽水量是否达到地下水采集控制模块预设水量采集信号，如果是，则停止抽水；

S15：如果否，则返回步骤S13。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

本发明提供的手自一体气体采样器采用快速充电装置给采样器的充电电 池充电，使采样器能够快速完成充电过程，节省了充电所花费的时间，同时采用太阳能充电装置，保证了采样器在户外也能进行充电，让采气工作在无电能状态也能顺利进行。

通过手动抽气装置使真空箱里形成负压状态，从而使得采样袋将所需气体采集到专用采样袋中，避免了使用电能设备来采气，因此即使在户外也能长时间收集气体，让采气工作在无电能状态也能顺利进行。通过设置在采气单向阀前的流量计可以定量显示采集的气体样本。

将采气器分为两个负压箱进行自动切换，使得产生负压效率增加，同时配合手动抽气装置可以增加负压达到预设负压值。增加地下水采集器，还可以采集相应水值样本，对环境进行多方面的分析处理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的环境监测样本采集器示意图；

图2是本发明提供的第一负压箱和第二负压箱结构示意图；

图3是本发明提供的快速充电装置示意图。

图中：真空箱11；采样袋12；采气单向阀13；抽气单向阀14；抽气接口15；飞轮61、手柄62、可调试齿轮63、微型发电装置65。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1至图3所示：

本实施例提供的一种环境监测样本采集器，包括负压采集箱、抽气泵、气体流量计、流量调节阀、电动机、充电电池、快速充电装置和控制系统；

所述气体流量计设置于负压采集箱前端，所述负压采集箱另一端与流量 调节阀连接，所述流量调节阀与通过管道与抽气泵连接，所述抽气泵与电动机连接，所述电动机与充电电池连接；所述控制系统分别与抽气泵、气体流量计、流量调节阀、电动机、充电电池连接；

所述快速充电装置包括飞轮61、传动齿轮、可调试齿轮63、微型发电装置65、充电器、蓄电池；

所述飞轮61上设置有使飞轮转动的手柄62；所述传动齿轮与可调试齿轮63连接；所述可调试齿轮63与微型发电装置65连接；所述微型发电装置65与充电器连接；所述充电器与蓄电池连接。

所述负压采集箱包括第一负压箱、第二负压箱和负压箱切换装置；

所述负压箱切换装置设置于第一负压箱和第二负压箱之间；所述第一负压箱和第二负压箱通过负压箱切换装置分别与气体流量计连接；

所述第一负压箱和第二负压箱分别包括真空箱11、采样袋12、抽气装置、采气单向阀13和抽气单向阀14；

所述采样袋12设置于真空箱11内，所述采气单向阀13的出气端与采样袋12进气口连接，所述采气单向阀13的进气端设置于真空箱11上与外部气体连通，所述真空箱11上设置有抽气接口15，所述抽气接口15设置有抽气单向阀14，所述抽气装置的进气端通过管道与抽气单向阀14连接；

所述负压箱切换装置包括第一管道、第二管道和第三管道；所述第一管道、第二管道和第三管道呈Y型连接，所述Y型连接中心处设置有连通阀门，所述连通阀门分别使第一管道和第二管道与第三管道连通；所述第一管道与第一负压箱连通；所述第二管道与第二负压箱连通；所述第三管道与气体流量计连接。

所述控制系统包括气体流量监测模块、负压箱切换模块、采气控制模块 和抽气控制模块；

所述气体流量监测模块与气体流量计连接，用于获取气体流量；

所述负压箱切换模块与负压箱切换装置连接，用于控制负压箱切换装置的转换状态；

所述采气控制模块分别与第一负压箱和第二负压箱的采气端口连接，用于分别控制第一负压箱和第二负压箱的采气状态；

所述抽气控制模块分别与第一负压箱和第二负压箱的抽气端口连接，用于分别控制第一负压箱和第二负压箱的抽气状态。

还包括地下水采集器，所述地下水采集器包括储水容器、抽水机和水流量计；所述抽水机与电动机连接，所述抽水机出水口与储水容器管道连接；所述水流量计设置于储水容器前端用于获取储水容器中的水量信号并将水量信号反馈到控制系统中的地下水采集控制模块，所述地下水采集控制模块根据预设水量采集信号来控制电动机的工作状态。

所述抽气接口包括多个设置于真空箱上的抽气接口，所述每个抽气接口上均设置有抽气单向阀；所述采气单向阀进气端设置有气体流量计。

还包括太阳能充电装置，所述太阳能充电装置与充电电池连接。

还包括稳流器，所述稳流器设置于抽气泵进气端和流量调节阀之间。

本实施例还提供了一种环境监测样本采集方法，包括以下步骤：

S1：设置监测样本采集参数；

S2：启动电机打开抽气单向阀对第一负压箱进行抽气；

S3：打开第一负压箱采气单向阀进行采气；

S4：通过气体流量计获取采样袋的气体采集量并输入到气体流量监测模块中；

S5：判断气体采集量是否达到预设采集值，如果否，则返回步骤S4；

S6：如果是，则通过负压箱切换模块启动负压箱切换装置并打开第二负压箱的抽气单向阀对第二负压箱进行抽气；

S7：打开第第二负压箱采气单向阀进行采气；

S8：通过气体流量计获取第二负压箱中采样袋的气体采集量并输入到气体流量监测模块中；

S9：判断第二负压箱中采样袋气体采集量是否达到预设采集值，如果否，则返回步骤S8；

S10：如果是，则停止采气。

还包括以下步骤：

S11：设置地下水采集参数；

S12：启动电动机并驱动抽水机进行抽水；

S13：通过水流量计获取抽水量并将抽水量输入到地下水采集控制模块中；

S14：判断地下水抽水量是否达到地下水采集控制模块预设水量采集信号，如果是，则停止抽水；

S15：如果否，则返回步骤S13。

本发明提供的环境监测样本采集器的采样袋，可以设置成3-5个，每个采样袋可以单独设置一个采气单向阀，也可以将多个采样袋共用一个采气单向阀。可以设置多个抽气接口，每一个抽气接口单独设置抽气单向阀，在使用时，可以根据实际需要同时通过多个抽气接口来进行抽气，加强抽气速度，达到快速采集气体的需要。

本实施例提供快速充电装置的飞轮为具有较大转动惯量的轮状蓄能器； 当电力不足时可以单独利用快速充电装置进行手动充电，该快速充电装置可以采用可拆卸方式安装。

环境监测样本采集器目前已广泛使用，其它结构和原理与现有技术相同，这里不再赘述。

Claims (1)

1.一种环境监测样本采集器，其特征在于：包括负压采集箱、抽气泵、气体流量计、流量调节阀、电动机、充电电池、快速充电装置和控制系统；

所述气体流量计设置于负压采集箱前端，所述负压采集箱另一端与流量调节阀连接，所述流量调节阀通过管道与抽气泵连接，所述抽气泵与电动机连接，所述电动机与充电电池连接；所述控制系统分别与抽气泵、气体流量计、流量调节阀、电动机、充电电池连接；

所述快速充电装置包括飞轮、传动齿轮、可调试齿轮、微型发电装置、充电器、蓄电池；

所述飞轮上设置有使飞轮转动的手柄；所述传动齿轮与可调试齿轮连接；所述可调试齿轮与微型发电装置连接；所述微型发电装置与充电器连接；所述充电器与蓄电池连接；

所述负压采集箱包括第一负压箱、第二负压箱和负压箱切换装置；

所述负压箱切换装置设置于第一负压箱和第二负压箱之间；所述第一负压箱和第二负压箱通过负压箱切换装置分别与气体流量计连接；

所述第一负压箱和第二负压箱均包括真空箱、采样袋、抽气装置、采气单向阀和抽气单向阀；

所述采样袋设置于真空箱内，所述采气单向阀的出气端与采样袋进气口连接，所述采气单向阀的进气端设置于真空箱上与外部气体连通，所述真空箱上设置有抽气接口，所述抽气接口设置有抽气单向阀，所述抽气装置的进气端通过管道与抽气单向阀连接；

所述负压箱切换装置包括第一管道、第二管道和第三管道；所述第一管道、第二管道和第三管道呈Y型连接，所述Y型连接中心处设置有连通阀门，所述连通阀门分别使第一管道、第二管道与第三管道连通；所述第一管道与第一负压箱连通；所述第二管道与第二负压箱连通；所述第三管道与气体流量计连接；

所述控制系统包括气体流量监测模块、负压箱切换模块、采气控制模块和抽气控制模块；

所述气体流量监测模块与气体流量计连接，用于获取气体流量；

所述负压箱切换模块与负压箱切换装置连接，用于控制负压箱切换装置的转换状态；

所述采气控制模块分别与第一负压箱和第二负压箱的采气端口连接，用于分别控制第一负压箱和第二负压箱的采气状态；

所述抽气控制模块分别与第一负压箱和第二负压箱的抽气端口连接，用于分别控制第一负压箱和第二负压箱的抽气状态；

还包括地下水采集器，所述地下水采集器包括储水容器、抽水机和水流量计；所述抽水机与电动机连接，所述抽水机出水口与储水容器管道连接；所述水流量计设置于储水容器前端，用于获取储水容器中的水量信号，并将水量信号反馈到控制系统中的地下水采集控制模块，所述地下水采集控制模块根据预设水量采集信号来控制电动机的工作状态；

所述抽气接口包括多个设置于真空箱上的抽气接口，所述每个抽气接口上均设置有抽气单向阀；所述采气单向阀进气端设置有气体流量计；

还包括太阳能充电装置，所述太阳能充电装置与充电电池连接；

还包括稳流器，所述稳流器设置于抽气泵进气端和流量调节阀之间。