CN106442031A - 一种恶臭气体自动采样装置 - Google Patents

Abstract

一种恶臭气体自动采样装置，包括密封箱、测量控制单元和气体浓度监测报警单元，气体浓度监测报警单元包括浓度测量模块和报警模块，报警模块在臭气浓度超过设定的阈值浓度后向测量控制单元发送报警信号；密封箱内设置收集采样气体的气袋，气袋开设有气袋气嘴，气袋气嘴穿出密封箱连接至两通电磁阀的一端，两通电磁阀的另一端连接采样入口；测量控制单元包括接收报警信号的监测报警信号处理模块、电磁阀控制模块和采样泵控制模块，电磁阀控制模块与两通电磁阀电性连接以控制两通电磁阀的开/关。该采样装置用于实现恶臭气体现场自动识别采样，解决传统方法依靠人工嗅觉而导致错过采样最佳时机等问题。

Description

一种恶臭气体自动采样装置

技术领域

本发明涉及环境保护以及环境监测领域，进一步涉及一种恶臭气体自动采样装置。

背景技术

恶臭是大气、水、废弃物等物质中的异味通过空气介质作用于人的嗅觉思维而被感知的一种嗅觉感知污染。恶臭气体是指一切刺激嗅觉器官引起人们不偷快及损坏生活环境的气体物质。恶臭气体的种类很多，迄今为止，凭人的嗅觉即可感觉到的恶臭物质有4000多种，近几年来，人们对各种异常气味造成的不满情绪和控告事件不断增加。

大气环境恶臭气体采集多采用真空玻璃瓶现场采样，或采用真空箱充气袋的方式进行。目前，真空箱采样器大多为人工手动操作进行采样，采样过程需要采样人员一直处在污染环境当中，依靠采样人员嗅觉辨别臭味产生，确定采样时机，通过采样器的负压环境将气体吸入采气袋中。此种采样方法存在以下弊端，1、当采样人员长时间暴露于恶臭气体环境中，人体本身嗅觉灵敏度会下降，对臭味的识别判断变得不够灵敏；2恶臭气体本身为有毒有害气体，人体长时间吸入会引发头晕、恶心，甚至其他的健康危害。

一种现有技术的采样方式是利用采样瓶采样，采样前先利用抽气泵将采样瓶抽成负压状态，然后用瓶塞塞紧，带到污染源现场，依靠采样人的嗅觉判断采样时机，当臭味来时，打开瓶塞气体靠负压进入采样瓶，再盖上瓶塞，完成一个样品的采集。

但是，采样瓶在运输过程中容易漏气，造成真空度下降，甚至消失，带到现场采样瓶呈常压状态将无法采样；另外采样瓶体积庞大，玻璃材质易碎，不便于携带；当采样人员长时间暴露于恶臭气体环境中时，人体本身嗅觉灵敏度会下降，对臭味的识别判断变得不够灵敏；恶臭气体本身为有毒有害气体，人体长时间吸入会引发头晕、恶心，甚至其他的健康危害。

另外一种现有技术的采样方式是通过一台真空采样装置控制，采样袋置于真空箱内，根据采样人嗅觉判别采样时机，当恶臭气体来时，手动操作实施采样。

然而，采样人员需一直在采样装置附近，等待采样时机，当采样人长时间暴露于恶臭气体环境中时，人体本身嗅觉灵敏度会下降，对臭味的识别判断变得不够灵敏；恶臭气体本身为有毒有害气体，人体长时间吸入会引发头晕、恶心，甚至其他的健康危害。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种恶臭气体自动采样装置，以解决上述现有技术中的至少一项技术问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种恶臭气体自动采样装置，包括密封箱、测量控制单元和气体浓度监测报警单元，其中，所述气体浓度监测报警单元包括浓度测量模块和报警模块，所述浓度测量模块用于监测环境内的臭气浓度，所述报警模块用于在所述臭气浓度超过设定的阈值浓度后向所述测量控制单元发送报警信号；所述密封箱内设置有一收集采样气体的气袋，所述气袋开设有一气袋气嘴，所述气袋气嘴穿出所述密封箱进一步连接至两通电磁阀的一端，所述两通电磁阀的另一端连接采样入口；所述测量控制单元包括接收所述报警信号的监测报警信号处理模块、电磁阀控制模块和采样泵控制模块，所述电磁阀控制模块与所述两通电磁阀电性连接以控制两通电磁阀的开/关，所述采样泵控制模块用于控制所述采样气泵的启动/关闭。

优选的，在所述密封箱内部并且在气袋外部具有一中间空间，密封箱上开设有一密封箱气嘴，该密封箱气嘴通过一三通管分别连接第一两位三通电磁阀的进气口和第二两位三通电磁阀的出气口，第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀的公共端分别连接采样气泵的进气口和出气口，第一两位三通电磁阀的出气口和第一两位三通电磁阀的进气口与大气连接，通过第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀控制真空箱连通采样气泵进气口或者出气口以分别向所述中间空间吹气或者吸气；所述电磁阀控制模块还连接所述第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀。

优选的，所述进气口和出气口均连接至采样气泵，通过采样气泵控制进气或者出气。

优选的，所述测量控制单元还包括远程控制处理模块，该远程控制处理模块用于与外部终端通信，以接收外部开始采集臭气和结束采集臭气的指令，控制所述电磁阀和采样气泵的开/关。

优选的，采样装置还包括测量所述中间空间的压力状态的压力传感器，对应的所述测量控制单元包括一压力测量模块，该压力测量模块与所述压力传感器电性连接，用以接收和处理所述压力传感器的测量数据。

优选的，所述报警模块通过有线或者无线方式向所述测量控制单元发送报警信号。

优选的，采样装置还包括一支架，以支撑所述恶臭气体自动采样装置。

优选的，所述密封箱材料为透明塑料材质。

优选的，所述测量控制单元集成于一片上系统。

优选的，采样装置还包括操作显示处理模块，以设置工作参数、显示模块状态或处理模块相应功能。

(三)有益效果

通过上述技术方案，可以看出本发明的恶臭气体自动采样装置相比于现有技术的有益效果在于：

(1)相比真空采样瓶采集臭气，本发明采用密封箱内放置气袋的方式，在气袋内储存采样气体，避免了真空瓶在运输过程中漏气，造成真空度下降，甚至消失，带到现场采样瓶呈常压状态将无法采样，而且相比真空瓶采样，本装置避免干扰气体混入，使采集到的样品更具备代表性；而且相比真空瓶采样瓶体积庞大，玻璃材质易碎，不便于携带，本装置体积小更便于携带。

(2)通过控制对密封箱和气袋之间中间空间吹气或者吸气，控制气袋采样和排出气体，控制采样进程；

(3)相比采样人员长时间暴露于恶臭气体环境中采样，引起人体本身嗅觉灵敏度会下降，对臭味的识别判断变得不够灵敏，及对人体的健康危害，本装置通过报警信号处理模块和远程信号处理模块，可实现根据气体浓度设定臭气传感器自动采样限值，实现远程操作，自动采样，既避免了人体在臭气环境中引起的嗅疲劳，也避免了臭气环境对人体的伤害；

(4)通过气体浓度监测报警单元中设定的阈值浓度发送报警信号，测量控制单元自动控制密封箱进行臭气采样，实现自动化作业。

附图说明

图1是本发明一实施例真空箱采样器的外观示意图。

图2是发明一实施例的恶臭气体自动采样装置的原理框图。

图3是本发明一实施例的恶臭气体自动采样装置的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

根据本发明的基本构思，提供一种恶臭气体自动采样装置，包括密封箱、测量控制单元和气体浓度监测报警单元，所述气体浓度监测报警单元监测环境中的臭气浓度并向所述测量控制单元发送报警信号，测量控制单元具备接收及处理所述报警信号功能并可控制所述密封箱内的气袋完成臭气采样。

如图2所示，恶臭气体浓度监测报警单元包括浓度测量模块和报警模块，所述浓度测量模块用于监测环境内的臭气浓度，所述报警模块用于在所述臭气浓度超过设定的阈值浓度时向所述测量控制单元发送报警信号。该恶臭气体浓度监测报警单元可选购市场上已有的带有报警信号输出功能的恶臭气体检测仪，也可以自行设计，实现臭气浓度检测并在超过设定的臭气浓度时发送报警信号功能即可。该恶臭气体浓度监测报警单元在开机后需先设置需要监测恶臭项目气体的报警浓度值，设置完成报警浓度后启动仪器浓度监测功能。当恶臭气体浓度达到设定报警值后仪器进行报警，并通知测量控制单元进行后续采样任务。

需要说明的是，本发明的恶臭气体是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及破坏生活环境的气体物质。

恶臭气体浓度监测报警单元可以与测量控制单元和密封箱一体化设计，也可以分开设计，它们之间可以通过无线或者有线方式进行通讯，以传输臭气浓度超过阈值时的报警信号。气体浓度监测报警单元布置于待测环境空间中，可以通过遥控或者手动等方式控制开关。测量控制单元和密封箱整合在一起可以作为独立的真空箱采样器使用。

根据GB14554-93(恶臭污染物排放标准)表1中规定8种控制项目设计恶臭气体监测报警仪，配合真空箱气袋采样器使用，采样人员可根据报警仪初步显示气体浓度结果，自行设置气体浓度报警触发值，当气体浓度超过触发值后，恶臭气体监测报警仪将报警信号传递给真空箱采样器，真空箱采样器会自动判断是否启动采样或通过远程控制处理模块将信号远程传输给采样人员，实现及时对恶臭气体样品自动启动采样或远程遥控启动采样，有效避免了采样人员长时间暴露于污染现场造成人体伤害，也避免了人体嗅觉疲劳而影响对恶臭气味浓度高低的判断。

如图1所示，密封箱以及测量控制单元可以集成于一真空箱采样器中，以方便携带和实时采样。

图1一具体实施方式的真空箱采样器的立体示意图，包括底部的支架5，支架优选为三角支架，支架的高度可以上下调节；还包括密封箱1，密封箱内部设置有一收集采样气体的气袋，所述气袋开设有一气袋气嘴2，所述气袋气嘴穿出所述密封箱1进一步连接至两通电磁阀的一端，所述两通电磁阀的另一端连接采样入口(参见图2所示)。采样的气袋气嘴2可置于需采样环境中。恶臭气体浓度监测报警系统检测到气体浓度超过设定值后，真空箱采样器启动气体采集程序。采样开始后，与密封箱内的采样气袋气嘴相连的两通电磁阀处于开启状态，实现气袋与采样臭气的联通，与密封箱另一气嘴联通的采样气路启动运行，实现臭气的采集。当采样结束后关闭采样气袋气嘴联通的两通电磁阀，密封保存气体，防止臭气泄漏，以便后续分析。

其中，所述密封箱1内部同时在气袋外部具有一中间空间，密封箱1上开设有一密封箱气嘴，该密封箱气嘴通过一个三通管分别与第一两位三通电磁阀的进气口和第二三通电磁阀出气口连接，第一两位三通电磁阀和第二两位三通的公共端分别连接采样气泵的进气口和出气口，第一两位三通电磁阀的出气口和第一两位三通电磁阀的进气口与大气连接，通过电磁阀控制模块对两个两位三通电磁阀的控制可以实现采样气泵的进气口和出气口分别与密封箱的中间空间联通，从而实现对密封箱中间空间的吸气和吹气。在恶臭气体浓度监测报警系统检测到气体浓度超标后，真空箱采样器启动气体采集程序，采样气泵启动抽气，两个两位三通电磁阀切换气路对密封箱内的中间空间吹气或吸气，使密封箱内产生正压或负压，使气袋被动排气或抽气完成采样。采样过程中通过压力传感器实时监测真空箱内压力，测量控制单元可人工设置采样压力限值，当监测到真空箱内压力达到设定值时控制采样气泵停止工作，同时与气袋接嘴连接的两通电磁阀关闭气路，避免采集气体泄漏，实现采样过程的自动判断和控制。当测量控制单元输出吹气信号时，两个两位三通电磁阀切换气路连通方式使密封箱的中间空间与采样气泵出气口联通，此时采样气泵对密封箱吹气使密封箱内产生正压，压迫密封箱内的采样袋从而将采样袋内的气体排出；当测量控制单元输出吹气信号时，两个两位三通电磁阀切换气路连通方式使密封箱的中间空间与采样气泵进气口联通，此时采样气泵对密封箱吸气，使密封箱产生负压，从而被动的使环境气体压入采样气袋中。样品采样过程中通过压力传感器实时监测密封箱内压力，压力达到一定阈值后自动切换气路状态实现抽气和排气功能。当采样将要结束时采集压力达到设定采样负压值后关闭采样袋气嘴处电磁阀密封气袋，然后停止采样泵运转，并通过远程控制处理模块通知采样人员采样结束。

优选的，所述密封箱材料为透明塑料材质。

如图2所示，所述测量控制单元还包括远程控制处理模块，该远程控制处理模块用于与外部终端通信，以接收外部臭气采集启动和结束的指令，控制所述电磁阀的气路切换。采样人员可设定自动采样模式或者远程遥控采样模式，在远程遥控采样模式下，通过控制终端向该远程控制处理模块发送采样信号，使气袋进行采样；在采样完成后，系统自动停止采样，并通过远程控制处理模块发出采样结束信息到采样人员控制终端告知采样结束。

如图2所示，测量控制单元包括所述监测报警信号处理模块、电磁阀控制模块和采样泵控制模块，所述电磁阀控制模块与所述两通电磁阀和两位三通电磁阀电性连接以控制气路开关或切换，所述采样泵控制模块用于控制所述采样气泵的启动/关闭。

优选的，测量控制单元还可以包括远程控制处理模块，远程控制处理模块用于与外部控制终端通信，以接收外部臭气采集开始和结束的指令，控制所述电磁阀的开关或切换。

优选的，测量控制单元包括一压力测量模块，该压力测量模块与所述压力传感器电性连接，用以接收和处理所述压力传感器的测量数据。

优选的，测量控制单元包括操作显示处理模块，与测量控制单元的其它模块连接，以设置仪器工作参数并显示其它模块状态或处理其它模块相应功能。对应的在外部具有一可以显示和操作的主机操作屏3。

本实施例中，测量控制单元的各功能模块可以都集成于一片上系统中。

如图3所示，为该采样装置典型的工作流程图。

首先在工作时，将仪器开机，然后可以设置仪器进行气袋清洗，然后通过监测报警信号处理模块对浓度实时监测报警信号处理，监测浓度是否超过设定阈值，如果否继续进行监测，如果超标，则通过测量控制单元自动控制电磁阀和采样气泵工作，进行臭气采样。当样品采样完成，关闭电磁阀密封气袋，短信远程通知采样工程师，结束采样。

另外一种工作模式是，通过控制终端发送启动采样信号到远程控制处理模块开始进行样品采集，系统自动判断采样完成并结束采样。

通过上述内容，介绍了一种间接式智能自动化恶臭气体采样设备，用于实现恶臭气体现场自动识别采样，解决传统方法依靠人工嗅觉辨别臭气浓度、实施手工采样带来的嗅觉疲劳从而造成嗅觉灵敏度下降，导致错过采样最佳时机等问题，同时也避免了采样人一直处在有毒有害气体环境当中潜在的人身健康危险。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种恶臭气体自动采样装置，包括密封箱、测量控制单元和气体浓度监测报警单元，其特征在于：

所述气体浓度监测报警单元包括浓度测量模块和报警模块，所述浓度测量模块用于监测环境内的臭气浓度，所述报警模块用于在所述臭气浓度超过设定的阈值浓度后向所述测量控制单元发送报警信号；

所述密封箱内设置有一收集采样气体的气袋，所述气袋开设有一气袋气嘴，所述气袋气嘴穿出所述密封箱进一步连接至两通电磁阀的一端，所述两通电磁阀的另一端连接采样入口；所述测量控制单元包括接收所述报警信号的监测报警信号处理模块、电磁阀控制模块和采样泵控制模块，所述电磁阀控制模块与所述两通电磁阀电性连接以控制两通电磁阀的开/关，所述采样泵控制模块用于控制所述采样气泵的启动/关闭。

2.根据权利要求1所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，在所述密封箱内部并且在气袋外部具有一中间空间，密封箱上开设有一密封箱气嘴，该密封箱气嘴通过一三通管分别连接第一两位三通电磁阀的进气口和第二两位三通电磁阀的出气口，第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀的公共端分别连接采样气泵的进气口和出气口，第一两位三通电磁阀的出气口和第一两位三通电磁阀的进气口与大气连接，通过第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀控制真空箱连通采样气泵进气口或者出气口以分别向所述中间空间吹气或者吸气；所述电磁阀控制模块还连接所述第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀。

3.根据权利要求2所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，所述进气口和出气口均连接至采样气泵，通过采样气泵控制进气或者出气。

4.根据权利要求1所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，所述测量控制单元还包括远程控制处理模块，该远程控制处理模块用于与外部终端通信，以接收外部开始采集臭气和结束采集臭气的指令，控制所述电磁阀和采样气泵的开/关。

5.根据权利要求2所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，还包括测量所述中间空间的压力状态的压力传感器，对应的所述测量控制单元包括一压力测量模块，该压力测量模块与所述压力传感器电性连接，用以接收和处理所述压力传感器的测量数据。

6.根据权利要求1所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，所述报警模块通过有线或者无线方式向所述测量控制单元发送报警信号。

7.根据权利要求1所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，还包括一支架，以支撑所述恶臭气体自动采样装置。

8.根据权利要求1所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，所述密封箱材料为透明塑料材质。

9.根据权利要求1所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，所述测量控制单元集成于一片上系统。

10.根据权利要求1-9任一所述的恶臭气体自动采样装置，其特征在于，还包括操作显示处理模块，以设置工作参数、显示模块状态或处理模块相应功能。