CN113324810A - 一种用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明申请公开了一种用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置，包括工控机、继电器、排气模块、抽气模块和若干取样模块，所述工控机与继电器、排气模块、抽气模块电连接，继电器与排气模块、抽气模块、取样模块电连接，排气模块与取样模块通过管道连接，所述抽气模块与取样模块通过管道连接；本用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置通过排气组件能够将取样模块至进气口之间管路内的残留气体抽取干净，避免残留气体对样本产生影响；通过各气象参数传感器检测取样环境参数，对相应样品的环境参数进行标识，并将相关标识粘贴到相应的取样袋上，保证样品的唯一性，便于样品管理，避免样品混淆。

Description

一种用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及一种用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置。

背景技术

目前，气体自动留样器基本是根据检测结果或者外部指令，启动收集气体操作。气体收集的方式通常采用负压收集，收集气体的容器有取样袋、取样瓶、苏玛罐、吸附罐等。装置为取样容器创建一个负压环境，要么是外部负压、要么是容器内部为负压状态，取样时，打开前置阀门，外部气体自动进入区域容器内。

现有这些技术有三个明显的缺陷：1、从进气口到取样容器进气口这段气路中残留气体，会优先进入取样容器内，最终会影响检测结果；2、缺乏样品标识或标识样品的接口，包括取样位置、时间、温湿度、气压、风速风向等信息；3、样品的唯一性难以保障，即留样器中获得的样品与最终实验室检化验的样品之间是否能对应起来，无保障措施。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置。

为达到以上目的，提供如下方案：

一种用于户外智能采集恶臭气体样品的装置，包括工控机、继电器、排气模块、抽气模块和若干取样模块，所述工控机与继电器、排气模块、抽气模块电连接，继电器与排气模块、抽气模块、取样模块电连接，排气模块与取样模块通过管道连接，所述抽气模块与取样模块通过管道连接，所述取样模块包括三通电磁阀、取样箱和取样袋，所述的各取样模块的三通电磁阀之间通过管道连接且各取样模块的三通电磁阀均与继电器连接，所述三通电磁阀与排气模块之间通过管道连接，三通电磁阀与取样袋通过管道连接，取样袋设置在密闭的取样箱内，取样箱与抽气模块连接。

进一步，所述排气模块包括第一两通电磁阀、第二两通电磁阀和第一真空泵，所述第一两通电磁阀的出气端与第二两通电磁阀的进气端通过管道连接，第二两通电磁阀的出气端与第一真空泵连接且第一真空泵与继电器连接，所述三通电磁阀与第一两通电磁阀、第二两通电磁阀两者之间的连接管道通过管道连接。

进一步，所述第一两通电磁阀的进气端与进气口通过管道连接。

进一步，所述第一两通电磁阀与第二两通电磁阀两者之间的连接管道上设有第一真空表且第一真空表与工控机通讯连接。

进一步，所述抽气模块包括第二真空泵和第二真空表，所述第二真空泵与取样箱通过管道连接且第二真空泵与取样箱之间的连接管道上设有第二真空表，第二真空泵与继电器电连接，所述第二真空表与工控机通讯连接。

进一步，所述工控机与气象参数模块、移动网络模块、打印机通讯连接。

一种用于户外智能采集恶臭气体样品的方法，包括以下步骤：

S1. 取样时，通过工控机控制继电器打开第一两电磁阀和第二两通电磁阀，关闭所述取样模块的三通电磁阀，随后启动第一真空泵，将外界气体抽入至两个两通电磁阀之间的连接管道中，即使得三通电磁阀的前端的管道内的原气体被第一真空泵排出，外界气体进入至三通电磁阀的前端管道中，第一真空泵抽气一端时间，此时间根据实际情况设定，第一真空泵抽气完毕后关闭第一两通阀和第二两通阀；

S2.通过工控机控制继电器打开需取样的取样模块的三通电磁阀以及第二两通电磁阀，启动第一真空泵，将取样袋中的空气抽出；

S3. 工控机控制继电器打开第一两通电磁阀以及关闭第二两通电磁阀和第一真空泵；

S4.工控机控制继电器启动第二真空泵，第二真空泵将取样箱中的气体抽出，取样箱内的气压降低，使得外界空气以此通过进气口、第一二通电磁阀和相应的三通电磁阀进入到相应的取样袋中，直至第二真空表的读数大于100Pa；

S5.关闭已取样的取样模块的三通电磁阀以及第一两通电磁阀，完成一个取样模块的取样操作；

S6.一个取样模块完成取样后，工控机根据气象参数传感器的数据，输出取样地点的时间、位置信息、气象信息以及取样袋的标号，并通过打印机将相关信息打印；

S7.工控机通过移动网络模块与云端服务器通讯，告知云端服务器已完成一次取样操作。

本发明的工作原理及优点在于：本用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置通过排气组件能够将取样模块至进气口之间管路内的残留气体抽取干净，避免残留气体对样本产生影响；通过各气象参数传感器检测取样环境参数，对相应样品的环境参数进行标识，并将相关标识粘贴到相应的取样袋上，保证样品的唯一性，便于样品管理，避免样品混淆。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1.工控机，2.继电器，3.进气口，4.第一两通电磁阀，5.第二两通电磁阀，6.第一真空泵，7.第一真空表，8.取样模块，9.第二真空，10.第二真空表，11.气象参数传感器，12.移动网络模块，13.打印机，81.三通电磁阀，82.取样箱，83.取样袋。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

如图1所示，一种用于户外智能采集恶臭气体样品的装置，包括工控机1、继电器2、排气模块、抽气模块和若干取样模块8，所述工控机1与继电器2、排气模块、抽气模块电连接，继电器2与排气模块、抽气模块、取样模块8电连接，排气模块与取样模块8通过管道连接，所述抽气模块与取样模块8通过管道连接，所述取样模块8包括三通电磁阀81、取样箱82和取样袋83，所述的各取样模块8的三通电磁阀81之间通过管道连接且各取样模块8的三通电磁阀81均与继电器2连接，所述三通电磁阀81与排气模块之间通过管道连接，三通电磁阀81与取样袋83通过管道连接，取样袋83设置在密闭的取样箱82内，取样箱82与抽气模块连接。

其中，工控机1为工业上常用的控制主机，继电器2用于控制电路的通断，两者均为现有的成熟技术，在此不赘述；排气模块用于排出取样模块8前端的残留气体，避免残留气体对取样样本造成影响；抽气模块作用与取样模块8，使得取样模块8内部呈负压状态，使得取样模块8能够顺利取样；取样模块8用于装载气体样本，三通电磁阀81用于控制进入取样袋83的气路通断，取样箱82用于装载取样袋83以及产生负压使得取样袋83能够吸取外界气体。

如图1所示，所述排气模块包括第一两通电磁阀4、第二两通电磁阀5和第一真空泵6，所述第一两通电磁阀4的出气端与第二两通电磁阀5的进气端通过管道连接，第二两通电磁阀5的出气端与第一真空泵6连接且第一真空泵6与继电器2连接，所述三通电磁阀81与第一两通电磁阀4、第二两通电磁阀5两者之间的连接管道通过管道连接。

其中，第一两通电磁阀4用于控制进气管路的进气端通断，第二两通电磁阀5协同第一两通电磁阀4作用，用于检测进气管路的气密性，第一真空泵6用于抽取取样袋83前端管路的残留气体。

如图1所示，所述第一两通电磁阀4的进气端与进气口3通过管道连接。

其中，进气口3用于外界气体进入本装置。

如图1所示，所述第一两通电磁阀4与第二两通电磁阀5两者之间的连接管道上设有第一真空表7且第一真空表7与工控机1通讯连接。

其中，第一真空表7用于读取第一两通电磁阀4与第二两通电磁阀5两者之间的连接管道内的气压值，用于观测此段管道的气密性。

如图1所示，所述抽气模块包括第二真空泵9和第二真空表10，所述第二真空泵9与取样箱82通过管道连接且第二真空泵9与取样箱82之间的连接管道上设有第二真空表10，第二真空泵9与继电器2电连接，所述第二真空表10与工控机1通讯连接。

其中，第二真空泵9用于抽取取样箱82内的气体，使得取样箱82处于负压状态，第二真空表10用于检测取样箱82内的气压。

如图1所示，所述工控机1与气象参数模块、移动网络模块12、打印机13通讯连接。

其中，气象参数模块包括若干种检测环境参数的传感器，包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器等，气象参数传感器11为现有的成熟技术，在此不再赘述；移动网络模块12能够安装移动网卡，其为现有技术，在此不再赘述，打印机13用于打印样品的各种参数，并输出相应的打印贴纸。

取样箱82处还安装有指示灯，用于指示相应取样袋83的状态。

相关的管道内还可以安装过滤器，避免空气中的粉尘堵塞本装置。

本装置还能够与气体检测装置进行连接联动，实时检测其所在环境的气体信息。

一种用于户外智能采集恶臭气体样品的方法，包括以下步骤：

在本装置安装好取样袋83后，检测进气管路密性：工控机1控制第一两通电磁阀4关闭、第二两通电磁阀5通路、所有三通电磁阀81关闭，启动第一真空泵6，第一真空泵6将第一两通电磁阀4和第二两通电磁阀5之间的连接管道内的空气抽出，抽气时间由工控机1设定，直至第一真空表7读数小于13KPa时，关闭第二两通电磁阀5，第一真空表7将所测得的数据实时回传至工控机1中；若一分钟内，第一真空表7的气压变化超过0.15KPa,则表示管道泄漏，工控机1报警；若一分钟内，第一真空表7的气压变化低于0.15KPa，则认为管道气密性良好；

S1.取样时，通过工控机1控制继电器2打开第一两电磁阀4和第二两通电磁阀5，关闭所述取样模块的三通电磁阀81，随后启动第一真空泵6，将外界气体抽入至两个两通电磁阀之间的连接管道中，即使得三通电磁阀81的前端的管道内的原气体被第一真空泵6排出，外界气体进入至三通电磁阀81的前端管道中，第一真空泵6抽气一端时间，此时间根据实际情况设定，第一真空泵6抽气完毕后关闭第一两通阀4和第二两通阀5；

S2.通过工控机1控制继电器2打开需取样的取样模块8的三通电磁阀81以及第二两通电磁阀5，启动第一真空泵6，将取样袋83中的空气抽出；

S3. 工控机1控制继电器2打开第一两通电磁阀4以及关闭第二两通电磁阀5和第一真空泵6；

S4.工控机1控制继电器2启动第二真空泵9，第二真空泵9将取样箱82中的气体抽出，取样箱82内的气压降低，使得外界空气以此通过进气口3、第一二通电磁阀和相应的三通电磁阀81进入到相应的取样袋83中，直至第二真空表10的读数大于100Pa；

S5.关闭已取样的取样模块8的三通电磁阀81以及第一两通电磁阀4，完成一个取样模块8的取样操作；

S6.一个取样模块8完成取样后，工控机1根据气象参数传感器11的数据，输出取样地点的时间、位置信息、气象信息以及取样袋83的标号，并通过打印机13将相关信息打印；

S7.工控机1通过移动网络模块12与云端服务器通讯，告知云端服务器已完成一次取样操作。

本发明的工作原理及优点在于：本用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置通过排气组件能够将取样模块8至进气口3之间管路内的残留气体抽取干净，避免残留气体对样本产生影响；通过各气象参数传感器11检测取样环境参数，对相应样品的环境参数进行标识，并将相关标识粘贴到相应的取样袋83上，保证样品的唯一性，便于样品管理，避免样品混淆。

具体实施过程如下：

首先检测本装置进气管路密性，工控机1控制第一两通电磁阀4关闭、第二两通电磁阀5通路、所有三通电磁阀81关闭，启动第一真空泵6，第一真空泵6将第一两通电磁阀4和第二两通电磁阀5之间的连接管道内的空气抽出，抽气时间由工控机1设定，预设为5分钟，直至第一真空表7读数小于13KPa时，关闭第二两通电磁阀5，第一真空表7将所测得的数据实时回传至工控机1中；若一分钟内，第一真空表7的气压变化超过0.15KPa,则表示管道泄漏，工控机1报警；若一分钟内，第一真空表7的气压变化低于0.15KPa，则认为管道气密性良好；

工控机1控制第一两通电磁阀4、第二两通电磁阀5通路，所有三通电磁阀81关闭，第一真空泵6将进气管道内的残留气体全部抽取，将外界待取样气体抽入至进气管中。

对一个取样模块8进行取样操作，通过工控机1控制继电器2打开需取样的取样模块8的三通电磁阀81以及第二两通电磁阀5，启动第一真空泵6，将取样袋83中的空气抽出；工控机1控制继电器2打开第一两通电磁阀4以及关闭第二两通电磁阀5和第一真空泵6；工控机1控制继电器2启动第二真空泵9，第二真空泵9将取样箱82中的气体抽出，取样箱82内的气压降低，使得外界空气以此通过进气口3、第一二通电磁阀和相应的三通电磁阀81进入到相应的取样袋83中，直至第二真空表10的读数大于100Pa；关闭已取样的取样模块8的三通电磁阀81以及第一两通电磁阀4，完成一个取样模块8的取样操作；每次取样仅对其中一个取样模块8进行取样操作，如果其中一个取样模块8尚未取样，则启动该三通电磁阀81，进行取样；如果该取样模块8已经取样，则启动下一个取样模块的三通电磁阀81进行取样，以此类推。

一个取样模块8完成取样后，工控机1根据气象参数传感器11的数据以及预设参数，输出取样起止时间（北京时间，精确到秒）、取样地点（本装置安装时初始化）、取样经纬度（由安装在工控机1中的GPS模块获取）、风速、风向、温度、湿度、气压、机器唯一码、取样袋83编号等信息，并通过打印机13将相关信息打印成贴纸，并将贴纸粘贴到相应的取样袋83上；

工控机1通过移动网络模块12与云端服务器通讯，告知云端服务器已完成一次取样操作；工控机1与云端服务器进行通讯，本装置能够将取样信息、取样人员信息，取走样品人员等信息回传至云端服务其中；云端服务器能够远程操作本装置、接收本装置的各种回传数据和信息，以及与相应的客户端进行通讯，响应客户端的请求、想客户端推送样品信息，以及人员验证信息；客户端能够向云端服务器发送指令请求、接收云端服务器发送的信息以及样品信息。

本发明的工作原理及优点在于：本用于户外智能采集恶臭气体样品的方法及装置通过排气组件能够将取样模块8至进气口3之间管路内的残留气体抽取干净，避免残留气体对样本产生影响；通过各气象参数传感器11检测取样环境参数，对相应样品的环境参数进行标识，并将相关标识粘贴到相应的取样袋83上，保证样品的唯一性，便于样品管理，避免样品混淆。

以上所述仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的适用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种用于户外智能采集恶臭气体样品的装置，其特征在于：包括工控机、继电器、排气模块、抽气模块和若干取样模块，所述工控机与继电器、排气模块、抽气模块电连接，继电器与排气模块、抽气模块、取样模块电连接，排气模块与取样模块通过管道连接，所述抽气模块与取样模块通过管道连接，所述取样模块包括三通电磁阀、取样箱和取样袋，所述的各取样模块的三通电磁阀之间通过管道连接且各取样模块的三通电磁阀均与继电器连接，所述三通电磁阀与排气模块之间通过管道连接，三通电磁阀与取样袋通过管道连接，取样袋设置在密闭的取样箱内，取样箱与抽气模块连接。

2.根据权利要求1所述的用于户外智能采集恶臭气体样品的装置，其特征在于：所述排气模块包括第一两通电磁阀、第二两通电磁阀和第一真空泵，所述第一两通电磁阀的出气端与第二两通电磁阀的进气端通过管道连接，第二两通电磁阀的出气端与第一真空泵连接且第一真空泵与继电器连接，所述三通电磁阀与第一两通电磁阀、第二两通电磁阀两者之间的连接管道通过管道连接。

3.根据权利要求2所述的用于户外智能采集恶臭气体样品的装置，其特征在于：所述第一两通电磁阀的进气端与进气口通过管道连接。

4.根据权利要求1所述的用于户外智能采集恶臭气体样品的装置，其特征在于：所述第一两通电磁阀与第二两通电磁阀两者之间的连接管道上设有第一真空表且第一真空表与工控机通讯连接。

5.根据权利要求1所述的用于户外智能采集恶臭气体样品的装置，其特征在于：所述抽气模块包括第二真空泵和第二真空表，所述第二真空泵与取样箱通过管道连接且第二真空泵与取样箱之间的连接管道上设有第二真空表，第二真空泵与继电器电连接，所述第二真空表与工控机通讯连接。

6.根据权利要求1所述的用于户外智能采集恶臭气体样品的装置，其特征在于：所述工控机与气象参数模块、移动网络模块、打印机通讯连接。

7.一种使用如权利要求1所述用于户外智能采集恶臭气体样品的装置的用于户外智能采集恶臭气体样品的方法，包括以下步骤：

S1. 取样时，通过工控机控制继电器打开第一两电磁阀和第二两通电磁阀，关闭所述取样模块的三通电磁阀，随后启动第一真空泵，将外界气体抽入至两个两通电磁阀之间的连接管道中，即使得三通电磁阀的前端的管道内的原气体被第一真空泵排出，外界气体进入至三通电磁阀的前端管道中，第一真空泵抽气一端时间，此时间根据实际情况设定，第一真空泵抽气完毕后关闭第一两通阀和第二两通阀；

S2.通过工控机控制继电器打开需取样的取样模块的三通电磁阀以及第二两通电磁阀，启动第一真空泵，将取样袋中的空气抽出；

S3. 工控机控制继电器打开第一两通电磁阀以及关闭第二两通电磁阀和第一真空泵；

S4.工控机控制继电器启动第二真空泵，第二真空泵将取样箱中的气体抽出，取样箱内的气压降低，使得外界空气以此通过进气口、第一二通电磁阀和相应的三通电磁阀进入到相应的取样袋中，直至第二真空表的读数大于100Pa；

S5.关闭已取样的取样模块的三通电磁阀以及第一两通电磁阀，完成一个取样模块的取样操作；

S6.一个取样模块完成取样后，工控机根据气象参数传感器的数据，输出取样地点的时间、位置信息、气象信息以及取样袋的标号，并通过打印机将相关信息打印；

S7.工控机通过移动网络模块与云端服务器通讯，告知云端服务器已完成一次取样操作。

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