CN110108521A - 一种用于大气监测的气体取样箱 - Google Patents

一种用于大气监测的气体取样箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于大气监测的气体取样箱，包括大气监测箱本体，所述大气监测箱本体上设有升降收放机构，所述通过升降收放机构对大气监测箱本体进行收放，所述大气监测箱本体上设有下坠防晃机构，所述通过下坠防晃机构将大气监测箱本体下沉到水底，所述大气监测箱本体上设有高空取样机构，所述通过高空取样机构对水质进行检测，所述大气监测箱本体上设有控制器。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

一种用于大气监测的气体取样箱
技术领域
本发明涉及环境监测设备技术领域，特别是一种用于大气监测的气体取样箱。
背景技术
大气监测,是指环境监测机构对大气质量状况进行监视和测定的活动，大气监测是通过对反映大气质量的指标进行监视和测定，以确定大气污染状况和大气质量的高低，大气监测的内容主要包括物理指标的监测、化学指标的监测和生态系统的监测。
传统的大气高空监测都需要进行高空取样，然后回到底面进行样品检测，例如申请号为201710940801.X，专利名称为一种大气监测用气体取样装置的专利申请文件公开的技术方案，该技术方案重是通过升降气球带动收集装置升空进行气体采样的，通过气泵和电磁阀的配合对高空气体进行抽取和储存，等到升降气球降落后，对采样气体进行检测。
然而，这种结构在使用时有个弊端，首先，配种结构虽然能够降低箱体在高空出现的晃动幅度，但是这仅仅是针对高空风不是很大的情况，当高空的风较大时，由于箱体体积较大，风对箱体的作用力将会克服配重结构的重力，导致装置箱体大幅度摇晃，甚至由于配重箱的惯性作用会加强箱体的晃动幅度，进而影响采样机构；其次，配重的重量无法根据风力的大小进行调节，使用方式不够灵活。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于大气监测的气体取样箱。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于大气监测的气体取样箱，包括大气监测箱本体，所述大气监测箱本体上部设有升降收放机构，所述大气监测箱本体下部设有下坠防晃机构，所述大气监测箱本体中部设有高空取样机构，所述通过高空取样机构对大气质量进行检测，所述大气监测箱本体上设有控制器，所述控制器控制升降收放机构和下坠防晃机构的工作。
所述升降收放机构包括开在大气监测箱本体上部的电机放置槽，电机放置槽内设有电机一，电机一固定在电机放置槽内，电机一的旋转端上设有联轴器一，联轴器一上设有固定轴承一，电机放置槽内设有旋转固定座，旋转固定座和电机放置槽固定连接，旋转固定座上设有旋转轴承，旋转轴承和旋转固定座活动连接，旋转轴承和固定轴承一之间设有收放圆盘，收放圆盘上设有收放钢丝绳，收放钢丝绳的一端和收放圆盘固定连接，收放钢丝绳的另一端设有吊杆，吊杆和收放钢丝绳的另一端固定连接，电机放置槽内设有固定插槽，电机放置槽上设有固定卡槽一，固定卡槽一上设有活动卡杆一，活动卡杆一和固定卡槽一滑动连接。
所述下坠防晃机构包括固定开在大气监测箱本体下部的固定凹槽，固定凹槽内设有两个旋转固定架，旋转固定架和固定凹槽固定连接，两个旋转固定架之间设有旋转轴，旋转轴和旋转固定架活动连接，旋转轴上设有下沉钢丝绳，下沉钢丝绳的一端和旋转轴固定连接，下沉钢丝绳的另一端设有配重箱，配重箱和下沉钢丝绳的另一端固定连接，配重箱上设有注水口，配重箱上设有配重块，配重块和配重箱固定连接。
所述高空取样机构包括固定开在大气监测箱本体中部的横向通槽，横向通槽内设有固定卡槽二，固定卡槽二内设有大气取样箱，大气取样箱和固定卡槽二活动连接，横向通槽内设有活动卡杆二，活动卡杆二和大气取样箱活动连接，大气取样箱上设有单向电磁阀二，单向电磁阀二和大气取样箱的气体进口连接，大气取样箱上设有单向电磁阀一，单向电磁阀一和大气取样箱的气体出口连接，大气取样箱的外壁上安装有蓄电池和无线信号通讯器，所述室外大气监测仪的电源接口通过电源线与蓄电池连接。
所述吊杆上设有固定横杆，固定横杆和吊杆固定连接，固定横杆表面上包裹有防滑橡胶套。
所述固定凹槽上设有旋转合页，旋转合页和固定凹槽固定连接，旋转合页上设有活动挡板，活动挡板和旋转合页固定连接，固定凹槽内设有伸缩端向下的直线电机，直线电机和固定凹槽固定连接，直线电机上设有连接钢丝绳，连接钢丝绳的一端和直线电机的伸缩端固定连接，连接钢丝绳的另一端和活动挡板固定连接。
所述控制器的供电端口通过电源线与蓄电池连接，所述控制器的模拟信号输出端口一通过继电器与电机一连接，所述控制器的模拟信号输出端口二通过继电器与直线电机连接，所述控制器的数字信号输出端口通过数据线与无线信号通讯器连接，所述控制器的模拟信号输出端口三与单向电磁阀一连接，所述控制器的弄你信号输出端口四与单向电磁阀二连接。
所述大气监测箱本体上设有两个太阳能发电板，太阳能发电板的输出端与蓄电池充电端口连接。。
利用本发明的技术方案制作的一种用于大气监测的气体取样箱，利用升降气球携带大气监测箱本体升空取样，通过配重机构的改进解决大气监测箱本体在高空遇到强风时容易发生晃动的技术问题；同时通过升降收放机构对取样的高度进行为调节，使得取样的准确率更高；配重箱可通过注水的方式对本身的重力进行调节，使用方式更加灵活，取样更加方便。
附图说明
图1是本发明所述一种用于大气监测的气体取样箱的结构示意图；
图2是本发明所述升降收放机构的局部示意图；
图3是本发明所述升降收放机构的局部俯视图；
图4是本发明所述下坠防晃机构的结构示意图；
图5是本发明所述高空取样机构的结构示意图；
图中，1、大气监测箱本体；2、控制器；3、电机放置槽；4、电机一；5、联轴器一；6、固定轴承一；7、旋转固定座；8、旋转轴承；9、收放圆盘；10、收放钢丝绳；11、吊杆；12、固定插槽；13、固定卡槽一；14、活动卡杆一；15、固定凹槽；16、旋转固定架；17、旋转轴；18、下沉钢丝绳；19、配重箱；20、注水口；21、配重块；22、横向通槽；23、固定卡槽二；24、大气取样箱；25、活动卡杆二；26、单向电磁阀二；27、单向电磁阀一；28、太阳能发电板；29、蓄电池；30、外壁；31、无线信号发射器；32、固定横杆；33、防滑橡胶套；34、旋转合页；35、活动挡板；36、直线电机；37、连接钢丝绳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-5所示。
本申请的创造点是：所述下坠防晃机构包括固定开在大气监测箱本体1下部的固定凹槽15，固定凹槽15内设有两个旋转固定架16，旋转固定架16和固定凹槽15固定连接，两个旋转固定架16之间设有旋转轴17，旋转轴17和旋转固定架16活动连接，旋转轴17上设有下沉钢丝绳18，下沉钢丝绳18的一端和旋转轴17固定连接，下沉钢丝绳18的另一端设有配重箱19，配重箱19和下沉钢丝绳18的另一端固定连接，配重箱19上设有注水口20，配重箱19上设有配重块21，配重块21和配重箱19固定连接，当风力过大的时候，操作人员可以通过无线通讯和控制器，远程控制直线电机，直线电机的伸缩端向下伸长，直线电机36伸缩端上的钢丝绳37下放，连接钢丝绳37的另一端的活动挡板35围绕旋转合页转动打开，此时配重箱体向下脱离大气监测箱本体并哦那个过下沉钢丝绳吊在大气监测箱本体下方，由于配种箱体的体积小，并且重量大，所以在高空中，遇到大风也不会发生大幅度摆动，进而通过下沉钢丝绳给大气监测箱本体提供一个稳定的下坠力量，进而有效的降低大气监测箱本体在大风中的摆动幅度，实现提高大气监测箱本体在空气取样过程中的稳定性的技术效果
本申请的创造点还在于：本申请将配重箱设计为注水箱体和配重块两部分构成，配重块采用5-12公斤的金属块，注水箱体可注入3-5公斤的水，通过上述结构设计，可以让监测人员根据监测位置的环境和高度合理的调整配重的重量，通过灵活的技术手段来调整箱体的稳定性能。
在本技术方案中，所述高空取样机构包括固定开在大气监测箱本体1中部的横向通槽22，横向通槽22内设有固定卡槽二23，固定卡槽二23内设有大气取样箱24，大气取样箱24和固定卡槽二23活动连接，横向通槽22内设有活动卡杆二25，活动卡杆二25和大气取样箱24活动连接，大气取样箱24上设有单向电磁阀二26，单向电磁阀二26和大气取样箱24的气体进口连接，在大气取样箱的气体进口出可以安装微型取样泵，大气取样箱24上设有单向电磁阀一27，单向电磁阀一27和大气取样箱24的气体出口连接，大气取样箱24的外壁30上安装有蓄电池29和无线信号通讯器31，所述室外大气监测仪的电源接口通过电源线与蓄电池连接。
微型取样泵的控制端口与控制器的模拟信号输出端口五连接，通过控制器供电以及模拟信号控制下实现空气取样工作。电机一和直线电机的电源输入端都与蓄电池连接，通过蓄电池进行供电，电机一与直线电机的控制端口都通过继电器与控制器的模拟信号输出端口连接，通过控制器模拟信号的输出来控制正转或者反转。
控制器选择可以远程遥控伺服电机、步进电机和直线电机的电机控制器即可，只要能够满足控制伺服电机、步进电机、直线电机、电磁阀和远程通讯的控制器即可，本领域技术人员可以参考遥控汽车的控制器。
所述吊杆11上设有固定横杆32，固定横杆32和吊杆11固定连接，固定横杆32表面上包裹有防滑橡胶套33，固定横杆可以方便工作人员提拉移动大气监测箱本体，升降气球下端的绳子系在吊杆和固定横杆形成的十字交叉位置。
所述控制器的供电端口通过电源线与蓄电池连接，所述控制器的模拟信号输出端口一通过继电器与电机一连接，所述控制器的模拟信号输出端口二通过继电器与直线电机连接，所述控制器的数字信号输出端口通过数据线与无线信号通讯器连接，所述控制器的模拟信号输出端口三与单向电磁阀一连接，所述控制器的弄你信号输出端口四与单向电磁阀二连接。
所述大气监测箱本体1上设有两个太阳能发电板28，太阳能发电板28的输出端与蓄电池充电端口连接。
在需要检测时，工作人员通过吊杆11和固定横杆交叉形成的十字结构与升降气球下端的绳索捆绑连接，利用十字形结构能够有利于连接更加稳定，大气监测箱本体在升降气球的带动下升空后，滑动活动卡杆一14将吊杆11从固定插槽12和固定卡槽一13内放开，大气监测箱本体1吊在升降气球下方；如果高空中风力较大，工作人员可通过无线通讯其遥控控制器启动直线电机36，直线电机36的伸缩端伸长带动连接钢丝绳37向下移动，活动挡板35通过旋转合页34进行旋转打开固定凹槽15，配重箱19下落，配重箱19在下落时拉动下沉钢丝绳18，当缠绕在旋转轴17上的下沉钢丝绳全部展开后，在旋转轴停止在旋转固定架16上转动，配重箱19的重量可以通过注水口20注水的方式进行调整，增加配重箱19的重量，提高箱体在高空中的稳定性，不发生过大的摆动。由于在配重箱19下沉过程中增加了重量，通过下沉钢丝绳18给大气监测箱本体1一个向下的下坠力，进而向下拉住箱体，防止其在高空中大幅度摆动，影响取样结果；
大气监测箱本体1吊在升降气球上，可通过电机一驱动收放圆盘9在旋转轴承8和固定轴承一6上转动来为调节大气监测箱本体的取样高度，使取样的样品更加精确，电机一可采用步进电机或者伺服电机，电机一驱动收放圆盘转动，进而驱动收放钢丝绳带动大气监测箱本体1相对于升降气球升降，当大气监测箱本体升降调节到需要的位置后，单向电磁阀二26启动，空气在微型取样泵的带动下通过单向电磁阀二26流进大气取样箱24内，空气取样过程中单向电磁阀一27启动，通过单向电磁阀一27将大气取样箱24内的原气体逐渐排出。
在检测完毕后，工作人员通过无线通讯器遥控电机一4，电机一4的旋转端正转带动联轴器一5转动，联轴器一5带动收放圆盘9转动，收放圆盘9通过旋转轴承8在旋转固定座7上转动，通过收放圆盘9正转收取收放钢丝绳10将大气监测箱本体1拉升到初始位置，然后控制升降气球下落，回到地面，大气取样箱24可从横向通槽22内取出，工作人员旋转活动卡杆二25，将活动卡杆二25和大气取样箱24断开连接，将大气取样箱24从固定卡槽二23上拿下从横向通槽22内取出，就可以对采集的样本进行检测，装置通过太阳能发电板28给蓄电池供电，如果蓄电池内电量不够，也可以选择采用市电直接对蓄电池进行充电。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于大气监测的气体取样箱，包括大气监测箱本体(1)，所述大气监测箱本体(1)上部设有升降收放机构，其特征在于，所述大气监测箱本体(1)下部设有下坠防晃机构，所述大气监测箱本体(1)中部设有高空取样机构，所述通过高空取样机构对大气进行取样，所述大气监测箱本体(1)上设有控制器(2)，所述控制器控制升降收放机构和下坠防晃机构的工作。
2.根据权利要求1所述的一种用于大气监测的气体取样箱,其特征在于，所述升降收放机构包括开在大气监测箱本体(1)上部的电机放置槽(3)，电机放置槽(3)内设有电机一(4)，电机一(4)固定在电机放置槽(3)内，电机一(4)的旋转端上设有联轴器一(5)，联轴器一(5)上设有固定轴承一(6)，电机放置槽(3)内设有旋转固定座(7)，旋转固定座(7)和电机放置槽(3)固定连接，旋转固定座(7)上设有旋转轴承(8)，旋转轴承(8)和旋转固定座(7)活动连接，旋转轴承(8)和固定轴承一(6)之间设有收放圆盘(9)，收放圆盘(9)上设有收放钢丝绳(10)，收放钢丝绳(10)的一端和收放圆盘(9)固定连接，收放钢丝绳(10)的另一端设有吊杆(11)，吊杆(11)和收放钢丝绳(10)的另一端固定连接，电机放置槽(3)内设有固定插槽(12)，电机放置槽(3)上设有固定卡槽一(13)，固定卡槽一(13)上设有活动卡杆一(14)，活动卡杆一(14)和固定卡槽一(13)滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于大气监测的气体取样箱，其特征在于，所述下坠防晃机构包括固定开在大气监测箱本体(1)下部的固定凹槽(15)，固定凹槽(15)内设有两个旋转固定架(16)，旋转固定架(16)和固定凹槽(15)固定连接，两个旋转固定架(16)之间设有旋转轴(17)，旋转轴(17)和旋转固定架(16)活动连接，旋转轴(17)上设有下沉钢丝绳(18)，下沉钢丝绳(18)的一端和旋转轴(17)固定连接，下沉钢丝绳(18)的另一端设有配重箱(19)，配重箱(19)和下沉钢丝绳(18)的另一端固定连接，配重箱(19)上设有注水口(20)，配重箱(19)上设有配重块(21)，配重块(21)和配重箱(19)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于大气监测的气体取样箱，其特征在于，所述高空取样机构包括固定开在大气监测箱本体(1)中部的横向通槽(22)，横向通槽(22)内设有固定卡槽二(23)，固定卡槽二(23)内设有大气取样箱(24)，大气取样箱(24)和固定卡槽二(23)活动连接，横向通槽(22)内设有活动卡杆二(25)，活动卡杆二(25)和大气取样箱(24)活动连接，大气取样箱(24)上设有单向电磁阀二(26)，单向电磁阀二(26)和大气取样箱(24)的气体进口连接，大气取样箱(24)上设有单向电磁阀一(27)，单向电磁阀一(27)和大气取样箱(24)的气体出口连接，大气取样箱(24)的外壁(30)上安装有蓄电池(29)和无线信号通讯器(31)，所述室外大气监测仪的电源接口通过电源线与蓄电池连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于大气监测的气体取样箱，其特征在于，所述吊杆(11)上设有固定横杆(32)，固定横杆(32)和吊杆(11)固定连接，固定横杆(32)表面上包裹有防滑橡胶套(33)。
6.根据权利要求3所述的一种用于大气监测的气体取样箱，其特征在于，所述固定凹槽(15)上设有旋转合页(34)，旋转合页(34)和固定凹槽(15)固定连接，旋转合页(34)上设有活动挡板(35)，活动挡板(35)和旋转合页(34)固定连接，固定凹槽(15)内设有伸缩端向下的直线电机(36)，直线电机(36)和固定凹槽(15)固定连接，直线电机(36)上设有连接钢丝绳(37)，连接钢丝绳(37)的一端和直线电机(36)的伸缩端固定连接，连接钢丝绳(37)的另一端和活动挡板(35)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于大气监测的气体取样箱，其特征在于，所述控制器的供电端口通过电源线与蓄电池连接，所述控制器的模拟信号输出端口一通过继电器与电机一连接，所述控制器的模拟信号输出端口二通过继电器与直线电机连接，所述控制器的数字信号输出端口通过数据线与无线信号通讯器连接，所述控制器的模拟信号输出端口三与单向电磁阀一连接，所述控制器的弄你信号输出端口四与单向电磁阀二连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于大气监测的气体取样箱，其特征在于，所述大气监测箱本体(1)上设有两个太阳能发电板(28)，太阳能发电板(28)的输出端与蓄电池充电端口连接。
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