CN108414298B - 一种气体取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体取样装置，属于气调包装气样检测技术领域，该气体取样装置包括空心针、导气部、持握部和定位保护座，空心针具有尖锐部，尖锐部设有进气口，空心针远离尖锐部一端与导气部连接，持握部固设于空心针外周面，定位保护座与持握部之间连接设有复位变形件；定位保护座穿设于空心针，定位保护座具有包裹尖锐部的保护位置和远离尖锐部的取样位置，定位保护座适于在保护位置及取样位置间移动，复位变形件趋于使定位保护座移动至保护位置。本发明的气体取样装置可实现扎孔取气一体化操作，可防止漏气、提高气体取样准确性，可避免尖锐部误伤，具有操作简便、取样准确、再现性好、成本低的特点。

Description

一种气体取样装置

技术领域

本发明涉及气调包装气样检测技术领域，尤其涉及一种气体取样装置。

背景技术

目前，在食品、药品或化工工业中常采用气调包装对食品或其他产品进行密封或保鲜，如采用硬质包装的产品(酱油、食用植物油、饮料等)或采用软质包装的产品(盒装卤制食品、袋装薯片等)，一般通过在包装袋或包装容器内注入合适气体(如氮气和二氧化碳等)以排出目标气体(如氧气)，使得货品保质期得到延长。在需对气调包装内气体含量成分等进行检测时，通常先以取样管吸出包装内的气体样本，然后再送入气体分析仪进行气样分析。

但当气体分析仪内不设有内置泵、或需要外出取样不方便携带气体分析仪时，需要先用取样装置进行气体取样，然后再通过取样装置将气样送入分析仪中进行检测，参考图1，一般取样方法如下：先用尖锐物11(如尖嘴起子)在包装上扎孔，在将尖锐物11拔出时迅速用取气筒12的筒口对准所扎的孔堵紧，进行抽气，再将取气筒12筒口拔出，及时用手指堵住取气筒12筒口，将取气筒12移至气体分析仪的进气管旁，将取气筒12筒口及时插入进气管管口，将气样注入气体分析仪。

但是，现有的气体取样装置在以下缺陷：

(1)气体取样过程中，因为气体取样装置“尖锐物11、取气筒12”为分体式装置，使得扎孔、取气、进气需分步操作；在扎孔后尖锐物11拔出时空气容易从孔口渗入包装中，从而影响包装内原有气样；且取气筒12抽气后拔出时空气容易从筒口渗入取气筒12内，从而影响以取出的气样的纯度；同样地，在取气筒12筒口插入分析仪进气管前空气也容易从取气筒12筒口渗入取气筒12内，从而影响待注入分析仪的气样的纯度；

(2)用于扎孔取样的尖锐物11容易误伤操作员；

(3)用于取气的取气筒12的筒口一般较短，当需要对瓶制包装食品的瓶盖进行扎孔从而抽取包装瓶内气样时，需要将取气筒12插入瓶盖进行取气，当瓶内盖侧边的高度高于取气筒12筒口长度时，取气筒12筒口无法插入取样口从而无法完成取气。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种扎孔取气一体化的气体取样装置，旨在解决因采用分体式气体取样装置而导致取气不方便不精确易误伤的技术问题。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种气体取样装置，包括空心针和导气部，还包括持握部与定位保护座；所述空心针具有尖锐部，所述尖锐部设有进气口，所述空心针远离所述尖锐部一端与所述导气部连接；所述持握部固设于所述空心针外周面；所述定位保护座与所述持握部之间连接设有复位变形件；所述定位保护座具有通孔，所述定位保护座通过所述通孔穿设于所述空心针；所述定位保护座具有包裹所述尖锐部的保护位置，还具有远离所述尖锐部的取样位置，所述定位保护座适于在保护位置及取样位置间移动，所述复位变形件趋于使所述定位保护座移动至所述保护位置。

进一步地，所述气体取样装置还包括定位件，所述定位件一端连接于所述定位保护座外周面，所述定位件另一端连接于所述持握部外周面，所述持握部外周面至少具有第一位置和第二位置；所述定位件接近所述持握部一端连接于第一位置时，所述定位件和/或所述复位变形件趋于使所述定位保护座位于所述保护位置；所述定位件接近所述持握部一端连接于第二位置时，所述定位保护座位于所述取样位置。

进一步地，所述定位件为至少2条定位链，所述定位链一端固定连接于所述定位保护座外周面，且所述定位链对称设置，所述持握部的第一位置和第二位置均对应设有定位钩，所述定位链另一端可拆式连接于所述定位钩。

进一步地，所述尖锐部为锥形尖锐部，所述尖锐部远离所述导气部端为锥尖，所述进气口设于所述尖锐部侧面。

进一步地，所述定位保护座接近所述持握部侧具有凸块，所述复位变形件套设于所述凸块。

进一步地，所述持握部为空心筒。

进一步地，所述空心筒持握部由笔杆和笔头连接组成，所述笔头为倒圆台状，所述笔头远离所述笔杆侧的截面小于所述笔头接近所述笔杆侧的截面；所述笔头远离所述笔杆侧与所述复位变形件固定连接。

进一步地，所述导气部远离所述空心针侧的一端连接设有抽吸装置。

进一步地，所述导气部远离所述空心针侧的一端与所述抽吸装置之间还可连接设有气体分析仪；所述气体分析仪具有入气口和排气口，所述导气部接于所述入气口，所述抽吸装置连接于所述排气口。

进一步地，所述导气部与所述抽吸装置之间连接设有三通旋塞，所述三通旋塞具有与所述导气部连接的第一端口、与所述抽吸装置连接的第二端口和第三端口；所述三通旋塞具有所述第一端口与所述第二端口连通但二者均不与所述第三端口连通的第一使用状态，还具有所述第二端口与所述第三端口连通但二者均不与所述第一端口连通的第二使用状态。

进一步地，所述导气部为软质导气管，所述软质导管套接所述空心针。

进一步地，所述抽吸装置为抽气泵、手动/电动吸气筒。

进一步地，所述复位变形件为弹簧。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)可实现扎孔取气一体化，可防止取样过程中漏气，可避免气体取样装置内混入空气影响气样纯度，使得取样更加准确；同时可使得实验操作流程简化，提高取样效率；

(2)通过设置复位变形件和定位保护座，避免空心针尖锐部意外划伤操作员；可防止空心针尖锐部在扎孔时应力集中崩断；可使得空心针尖锐部更容易扎穿如瓶盖等的硬质包装物；

(3)可通过定位保护座科学地控制扎孔取气深度，当需对同类包装取多组气样时可统一扎孔取气深度使得取样更加方便；

(4)该取样装置空心针相对原有取气筒可顺利插入取样口进行取气；

(5)该取样装置为纯机械结构设计且结构简单，生产成本低，且适用性高、操作简便、取样成功率高、再现性良好。

附图说明

图1为现有技术的的气体取样装置的结构示意图；

图2为本发明的气体取样装置的第一结构示意图；

图3为本发明的气体取样装置的第二结构示意图；

图4为本发明的气体取样装置的第三结构示意图。

图中：11、尖锐物；12、取气筒；21、空心针；211、尖锐部；2111、进气口；22、导气部；23、持握部；231、笔杆；232、笔头；2311、第一位置；2312、第二位置；2313、定位钩；24、定位保护座；25、复位变形件；26、定位件；27、抽吸装置；28、气体分析仪；29、三通旋塞；291、第一端口；292、第二端口；293、第三端口。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图2所示，本发明提供一种气体取样装置，该装置包括空心针21、导气部22、持握部23和定位保护座24；空心针21用于对包装进行扎孔、取气，空心针21具有尖锐部211，尖锐部211头端用于扎孔，尖锐部211设有进气口2111用于将包装内气样导入空心针21；空心针21远离尖锐部211一端连接有导气部22，导气部22用于连接抽吸装置27，也可用于连接内置有抽吸泵的气体分析仪；为了减小抽吸动力，空心针21的空心内腔体积不大，因此空心针21较细不方便持握，所以为了方便操作员持握空心针21进行扎孔取气操作，该取样装置设有固定在空心针21外周面的持握部23，优选地，空心针21穿设于持握部23，空心针21在持握部23两端与持握部23固定连接，且空心针21具有尖锐部211的一端伸出持握部23用于扎孔取气。

具体地，为了避免在使用该取样装置对包装进行扎孔取气样时空心针21尖锐部211划伤操作员，该取样装置设有定位保护座24，该定位保护座24具有通孔且通过通孔穿设于空心针21；且定位保护座24与持握部23之间连接设有复位变形件25；定位保护座24具有包裹尖锐部211的保护位置，还具有远离尖锐部211的取样位置。定位保护座24适于在保护位置及取样位置间移动，复位变形件25趋于使定位保护座24移动至保护位置。当不需要扎孔取气时，定位保护座24位于保护位置时，尖锐部211位于通孔内，不会误伤操作员；当需要扎孔取气时，定位保护座24被抵推移动至取样位置，尖锐部211远离通孔，即尖锐部211插入包装内用于取气。

值得一提的是，该定位保护座24不仅可用于保护操作员不被空心针21尖锐部211误伤，还具有其他保护作用：当空心针21尖锐部211在对瓶盖等硬质包装进行扎孔时，可通过定位保护座24抵顶瓶盖而有助于空心针21尖锐部211更容易扎穿瓶盖等硬质包装。

值得一提的是，该定位保护座24不仅具有保护作用，还具有定位作用。通过尖锐部211对包装进行扎孔时，定位保护座24一端抵顶包装，直至定位保护座24的另一端抵顶持握部23，即可固定取样位置。如当需对多个同样的装有液体的包装物进行扎孔取样时，随着包装物内的气体被抽出，会使得包装内液面上升，如使用原有气体取样装置进行取样，操作者对每一个包装进行取样时都需要调整一次插入深度，避免液体被吸入气体取样装置内；但使用本发明的气体取样装置时，可通过选取不同高度定位座，以科学地控制扎孔取气深度，且当需对同类包装取多组气样时可统一扎孔取气深度使得取样更加方便，可提高批量取样效率，且具有良好再现性。

优选地，为了提高气体取样装置的适用性，使其不仅适用于硬质包装气体取样还适用于软质包装气体取样，即考虑到该气体取样装置的空心针21尖锐部211需要扎入软质包装时，会受到复位变形件25的回复力抵顶，软质包装不似硬质包装能较好地提供抵消复位变形件25回复力的反力，使得尖锐部211不容易扎入软质包装包装袋，所以在定位保护座24与持握部23之间设置有定位件26，该定位件26用于将定位保护座24固定至取样位置后方便尖锐部211扎入取样。

具体地，定位件26一端连接于定位保护座24外周面，定位件26另一端连接于持握部23外周面，持握部23外周面至少具有第一位置2311和第二位置2312；定位件26接近持握部23的一端连接于第一位置2311时，定位件26和/或复位变形件25趋于使定位保护座24位于保护位置；定位件26接近持握部23的一端连接于第二位置2312时，定位保护座24位于取样位置。当然，可在持握部23外周面加设第三位置、第四位置等，以控制空心针21具有不同的扎孔取样深度。上述第一位置2311、第二位置2312、第三位置、第四位置依次远离尖锐部211。

优选地，定位件26为柔性定位件26。进一步优选地，为了使得定位保护座24在非使用状态能更稳定地保持位于保护位置，选择长度适当过盈的复位变形件25，及选取适当长度的柔性定位件26，此时定位件26和复位变形件25同时趋使定位保护座24位于保护位置。

具体地，当柔性定位件26位于第一位置2311时，复位变形件25处于受压缩状态；即复位变形件25具有远离持握部23的远离弹力，当柔性定位件26被复位变形件25提供的拉力拉直后，定位保护座24向下受柔性定位件26拉力限制、向上受复位变形件25的远离弹力限制，此时定位保护座24稳定位于保护位置，保护稳定系数高，可避免定位保护座24受其他外力影响往持握部23方向移动，脱离保护位置。

除上述实施方案外，若定位保护座24的保护稳定系数无需太高时，则可选择长度恰好合适的复位变形件25，即当复位变形件25处于原长时，定位保护座24恰好位于保护位置。当然，还可以选择刚性定位件26。

值得一提的是，由于该气体取样装置具有复位变形件25、定位保护座24和定位件26，使得在用于对软性包装物扎孔取气时，避免因施力过大或施力方向偏离而刺透软性包装物。例如，当对体积较小的袋装零食进行扎孔取气操作时，在尖锐部211扎进包装袋时，容易刺透包装袋，造成空气混入包装内，造成气样不纯；但本发明的气体取样装置，可根据包装袋厚度，通过定位件26将定位保护座24固定在合理取样位置以控制空心针21进入包装的深度；同时还因为定位保护座24底面与包装物表面抵接，使得空心针21插入包装的路径可控。

优选地，为了使得定位件26结构简单且方便操作，定位件26为至少2条定位链，定位链一端固定连接于定位保护座24外周面，且为了能稳定地实现定位效果，定位链对称设置；相应地，持握部23的第一位置2311和第二位置2312均对应设有定位钩2313，第一位置2311或第二位置2312上的定位钩2313数量也为2；定位链接近持握部23的一端可拆式连接于定位钩2313。当然，若2条以上定位链，可在一定程度上提高定位稳定性。

优选地，为了尖锐部211能顺畅地插入包装内，尖锐部211为锥状，尖锐部211远离导气部22一端为锥尖；进气口2111优选设于尖锐部211的侧面，若进气口2111设于尖锐部211锥尖，则容易出现在尖锐不插入包装时由于切割包装导致进气口2111堵塞，所以将进气口2111设于尖锐部211侧面，可使得扎孔处和取气处分开，避免进气口2111堵塞。

优选地，为了方便替换不同规格的定位保护座24，以适应不同抽样工况，定位保护座24接近持握部23侧具有凸块，复位变形件25套设于该凸块上。

优选地，持握部23为容易抓握的空心筒持握部23。

优选地，为了使得持握部23结构接近定位保护座24侧具有渐变面，以适应不同包装结构方便扎孔取气，空心筒持握部23由笔杆231和笔头232连接形成，笔头232为倒圆台状，笔头232远离笔杆231侧的截面小于笔头232接近笔杆231侧的截面，笔头232远离笔杆231侧与复位变形件25固定连接。

优选地，为了方便提供取气动力，在导气部22远离空心针21侧的一端连接设有抽吸装置27。当然，也可以将导气部22远离空心针21的一端与具有内置抽吸装置27的气体分析仪连接。抽吸装置27为抽气泵，也可为手动或电动吸气筒。

优选地，为了使得该气体取样装置适用于“气体分析仪不在取气现场”的情况，该气体取样装置还设有三通旋塞29，三通旋塞29具有与导气部22连接的第一端口291、与抽吸装置27连接的第二端口292、第三端口293三个端口，第三端口293连接有可出不可进的气路单向阀，三通旋塞29的三个端口之间具有两两单向连通的使用状态，具体具有第一端口291与第二端口292连通但二者均不与第三端口293连通的第一使用状态，还具有第二端口292与第三端口293连通但二者均不与第一端口291连通的第二使用状态。

具体地，如图4所示，当气体分析仪不在现场且导气部22还连接设有抽吸装置27时且需要吸气时，三通旋塞29处于第一使用状态，从保护包装内吸取大于管路余气体积的气体，使得气体从第一端口291经由第二端口292被吸入，然后将三通旋塞29调到第二使用状态，采取排气操作，使得管路余气从第三端口293排除，再将三通旋塞29调回第一使用状态，采取吸气操作，使得气样进入抽吸装置27中，再将三通旋塞29调到第二使用状态，使得气样被封闭贮存于抽吸装置27中，当需要进行气样分析时，将气体分析仪28的取气口连接于所述三通旋塞29的第三端口293，采取排气操作，所取气体进入气体分析仪28，即可用于气样分析。

优选地，如图3所示，为了方便将气样送入气体分析仪28进行分析，直接在导气部22与抽吸装置27之间连接设置气体分析仪28，气体分析仪28的入气口与导气部22连接，气体分析仪28的排气口与抽吸装置27连接；完成对包装物的扎孔后，采取吸气操作时，包装物中的气体被吸出，进入气体分析仪28的入气口一端，即可用于气样分析。优选地，该抽吸装置27为抽气泵或手动/电动吸气筒。

优选地，所述导气部22为软质导气管，所述软质导管套接所述空心针21。

优选地，复位变形件25为弹簧。

本发明的气体取样装置的工作原理如下：

(1)用于硬性包装物的扎孔取气时，将空心针21的尖锐部211至于包装预扎孔处，手握持握部23(笔杆231)，向下用力，尖锐部211迅速刺穿被扎物品并继续向下移动，此时复位变形件25被压缩，定位保护座24上升至持握部23(笔头232)处即停止(也可以手动使空心针21停止往下运动)，即使得定位保护座24从保护位置上升至取样位置；此时，空心针21的一定长度伸出了定位保护座24下方，尖锐部211上的进气口2111完全位于被扎包装内部，与外部空气隔绝，防止了漏气。

取气完成后，手握持握部23，向上用力，使得空心针21与定位保护座24离开被扎物品，复位变形件25回复伸展状态，尖锐部211在向上移动的过程中，可逐渐被定位保护座24的通孔内周面包裹，即定位保护座24由取样位置恢复保护位置，此时阻止了空气进入进气口2111影响取得气样纯度，也避免操作员被针尖误伤，完成取样后再通过尖锐部211对接气体分析仪进气口2111，即可完成送气，送气过程中进气口2111不暴露在空气中；若该气体取样装置的导气部22另一端与内置有抽吸装置27的气体分析仪，则可直接在扎孔后完成取气送气。

(2)用于软性包装物的扎孔取气时，对于没有安装定位件26的气体取样装置，先用手将定位保护座24向空心针21方向推至合理取样位置，然后将尖锐部211扎入包装进行取气；对于安装有定位件26的气体取样装置，将定位件26(如定位链)接近持握部23的一端从持握部23上的第一位置2311移动连接到第二位置2312，使得定位保护座24位于取样置，再用尖锐部211刺破软性包装物，使得尖锐部211进气口2111位于包装物内部。完成扎孔后的取气送气步骤与用于硬性包装物的扎孔取气相同，此不赘述。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种气体取样装置，包括空心针与导气部，其特征在于：

还包括持握部与定位保护座；

所述空心针具有尖锐部，所述尖锐部设有进气口，所述空心针远离所述尖锐部一端与所述导气部连接；所述持握部固设于所述空心针外周面；所述定位保护座与所述持握部之间连接设有复位变形件；

所述定位保护座具有通孔，所述定位保护座通过所述通孔穿设于所述空心针；所述定位保护座具有包裹所述尖锐部的保护位置，还具有远离所述尖锐部的取样位置，所述定位保护座适于在保护位置及取样位置间移动，所述复位变形件趋于使所述定位保护座移动至所述保护位置；

所述气体取样装置还包括定位件，所述定位件一端连接于所述定位保护座外周面，所述定位件另一端连接于所述持握部外周面，所述持握部外周面至少具有第一位置和第二位置；

所述定位件接近所述持握部一端连接于第一位置时，所述定位件和/或所述复位变形件趋于使所述定位保护座位于所述保护位置；所述定位件接近所述持握部一端连接于第二位置时，所述定位保护座位于所述取样位置；

所述定位件为至少2条定位链，所述定位链一端固定连接于所述定位保护座外周面，且所述定位链对称设置，所述持握部的第一位置和第二位置均对应设有定位钩，所述定位链另一端可拆式连接于所述定位钩。

2.如权利要求1所述的气体取样装置，其特征在于：

所述尖锐部为锥形尖锐部，所述尖锐部远离所述导气部端为锥尖，所述进气口设于所述尖锐部侧面。

3.如权利要求2所述的气体取样装置，其特征在于：

所述定位保护座接近所述持握部侧具有凸块，所述复位变形件套设于所述凸块。

4.如权利要求3所述的气体取样装置，其特征在于：

所述持握部为空心筒。

5.如权利要求4所述的气体取样装置，其特征在于：

所述空心筒持握部由笔杆和笔头连接组成，所述笔头为倒圆台状，所述笔头远离所述笔杆侧的截面小于所述笔头接近所述笔杆侧的截面；所述笔头远离所述笔杆侧与所述复位变形件固定连接。

6.如权利要求3-5任一项所述的气体取样装置，其特征在于：

所述导气部远离所述空心针侧的一端连接设有抽吸装置。

7.如权利要求6所述的气体取样装置，其特征在于：

所述导气部远离所述空心针侧的一端与所述抽吸装置之间还可连接设有气体分析仪；所述气体分析仪具有入气口和排气口，所述导气部接于所述入气口，所述抽吸装置连接于所述排气口。

8.如权利要求6所述的气体取样装置，其特征在于：

所述导气部与所述抽吸装置之间连接设有三通旋塞，所述三通旋塞具有与所述导气部连接的第一端口、与所述抽吸装置连接的第二端口和第三端口；

所述三通旋塞具有所述第一端口与所述第二端口连通但二者均不与所述第三端口连通的第一使用状态，还具有所述第二端口与所述第三端口连通但二者均不与所述第一端口连通的第二使用状态。

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