CN116106074A - 一种采集液体样品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采集液体样品的方法，基于用蠕动泵的自动采样装置，所述蠕动泵的入口处设有液体传感器，其特征在于，包括以下步骤：S1、启动采集工作，初始化蠕动泵每次动作采集量和本次采集任务的采集量；S2、启动蠕动泵；S3、持续检测蠕动入口处介质是气体还是液体，待蠕动入口处介质变为液体时，开始记录蠕动泵动作次数，并以动作次数和蠕动泵单次动作采集量为基础累计当前采集量；S4、判断当前采集量是否达到本次采集任务的采集量，若是，停止蠕动泵动作；S5、结束本次样品采集。本发明的采集液体样品的方法充分考虑了高程差对蠕动泵单次动作采样量的影响，采样精度高。

Description

一种采集液体样品的方法
技术领域
本发明涉及液体采样领域，尤其涉及一种采集液体样品的方法。
背景技术
生产生活中都离不开水，对特定场所的水进行采样分析，可以获得大量的有用的数据。
在实际生产过程中，根据预计分析的水中的元素不同，采样的过程和精度要求也不同，若简单的判断污染程度，可能只要人工装一瓶即可实现，但是若是需要分析的元素含量非常低，且还会随时间段的不同而变化时，对采样过程的精度要求就会很高，比如，目前水质化验的一个用途是，通过分析不同时段城市污水中违禁品(如毒品)的含量，可以预测出这个城区内违禁人员的数量以及发生违禁行为的时间段，为监管部门下一步工作提供一定的指导。显然，在整个城区的污水中分析违禁品的含量，其含量是非常微小的，这就要求对污水进行采样时要做到及其精准，否则分析出来的结果参考意义就不大了。
在水质采样领域，为避免水样与泵体直接接触造成对水样的污染，从而导致水样的待检测指标浓度发生变化，同时便于对采样量进行计算，通常会选择蠕动泵进行水样的采集，通过记录蠕动泵的动作次数作为采样量，但是这种情况没有考虑到在两次采集动作之间的时间段内，连接蠕动泵与被采样水样之间的管路中可能会有气泡，所以单纯的统计蠕动泵的动作次数作为采样量来计算，存在较大误差。理论上以样品采集瓶中的液位来计算实际采样量是最准确的，但是当每次采样量为毫升级别，且为了确保采集的样品尽量保持在被采集时的状态，往往将采集到的样品进行冷冻，使其出于冰块状态时，测量采集瓶液位的方法将无法实施，总之，现有的自动采样设备中其采集水样的精度都不高，如何提高采样过程中采样量的精度，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种采集液体样品的方法，提高采样量的精度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种采集液体样品的方法，基于用蠕动泵的自动采样装置，所述蠕动泵的入口处设有液体传感器，包括以下步骤：
S1、启动采集工作，初始化蠕动泵每次动作采集量和本次采集任务的采集量；
S2、启动蠕动泵；
S3、持续检测蠕动入口处介质是气体还是液体，待蠕动入口处介质变为液体时，开始记录蠕动泵动作次数，并以动作次数和蠕动泵单次动作采集量为基础累计当前采集量；
S4、判断当前采集量是否达到本次采集任务的采集量，若是，停止蠕动泵动作；
S5、结束本次样品采集。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
避免将蠕动泵启动前期采样管内的气体的体积计算为采样量，提高了采样量的准确性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
优选地，所述自动采样装置还包括用于检测蠕动入口处压力的压力传感器，所述步骤S3中，基于压力传感器检测到的压力P计算蠕动泵单次动作采样量或蠕动泵动作次数的补偿系数a，再进行累计采样量的计算。
采用上述进一步方案的有益效果是将蠕动泵与待采样样品的高度差导致的蠕动泵单次泵送量差异考虑进去，计算更加精准。
优选地，所述压力P基于以下公式转化为补偿系数a：
a＝αP，α的数值大小取决于蠕动泵用软管的物理性质，可经实际实验数据进行曲线拟合得此系数。
也可以通过查表的方式确定补偿系数a。
设置补偿系数的原因是若待采样水的水面低于蠕动入口时，要想将水样吸至蠕动泵处，蠕动入口处需要保持足够的负压，靠大气压力将样品压至蠕动入口处，而此负压会影响蠕动泵用软管的内径，进而影响蠕动泵动作一次所能泵送的液体体积；同样的，若待采样的水位位于蠕动入口上方，则会在蠕动入口处形成正压，正压会扩大蠕动泵用软管的内径，也会影响到蠕动泵单次动作泵送的液体体积，故通过实验测量不同压力情况下，蠕动泵用软管内径的变化，然后通过测量蠕动入口处的压力，可以计算得到补偿系数a，利用此补偿系数a，可以更加精准的计算实际泵送的样品量，提高采样量的计算精度。
优选地，所述蠕动入口前设有储液模块，所述储液模块包括壳体，所述壳体内设有腔体，所述腔体设有进口和出口，所述出口设于所述腔体的上方，所述壳体上还设置有用于监控腔体内样品是气体还是液体的监控组件。
优选地，所述监控组件为液位传感器或者液位开关，设于所述腔体的上表面。
优选地，所述压力传感器设置在所述壳体上，用于检测腔体内的压力。
采用上述进一步方案的有益效果是，当前期采样管内为气体时，监控组件检测到是气体，系统不将蠕动泵的动作次数计算为采样量，当采样管内的气体被排空后，液体首先充满腔体，设于监控组件检测到腔体内充满液体，向系统发出信号，系统即刻起利用蠕动泵的动作次数计算采样量。
优选地，计算采样量时，还需将蠕动出口至储液出口之间管路的容积考虑进去，具体地，若采样动作启动后，储液模块内即充满液体，则计算过程中不再考虑考虑蠕动出口至储液出口之间管路的容积；若采样动作启动后，储液模块内为气体，运行一段时间后才检测到储液模块内充满液体时，累计计算本次采样量时要将蠕动出口至储液出口之间管路的容积减去，这样最终计算的结果更加准确。
附图说明
图1为本发明的采集液体样品的方法所基于的自动采样装置结构示意图；
图2是本发明的在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：
1、待采样水样；2、储液模块；21、储液进口；22、储液出口；23、容腔；3、液位开关；4、压力传感器；5、蠕动泵；51、蠕动入口；52、蠕动出口；53、蠕动软管；6、取样管；7、收集瓶。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
请参照图1所示，其为本发明的采集液体样品的方法所基于的自动采样装置的结构示意图。所述采集液体样品的方法基于用蠕动泵的自动采样装置，所述蠕动泵的入口处设有储液模块，所述储液模块包括壳体，所述壳体内设有腔体，所述腔体设有储液进口和储液出口，所述储液出口设于所述腔体的上方，所述壳体上还设置有液位开关和压力传感器，液位开关设于所述腔体的上表面：所述压力传感器设置在所述壳体上，用于检测腔体内的压力。储液模块的储液进口经取样管连通至待采样水样中，蠕动泵包括蠕动入口和蠕动出口，蠕动入口连通至储液出口，蠕动出口经管道连通至收集瓶。
预先对采用的蠕动软管做了测试，获得了其在不同压力情况下内径的变化情况。本例中采用的蠕动泵实验数据如下：
Figure BDA0003861071620000051
基于上述实验数据，根据采样点与蠕动泵之间的高度差查表获得补偿系数a；
补偿系数a的计算方法其实有多种，当然，不同的计算方法会导致后续使用方法的不同。
比如，本例中a＝(0差压情况下蠕动泵单次动作采集量)÷(差压情况下蠕动泵单次动作采集量)，所以，a均是大于1的，在使用此系数进行补偿时，可以直接用系数a乘以0差压情况采集目标体积V0的样品蠕动泵所需动作次数n0,即可得到蠕动泵实际需要动作的次数n；a的计算方法还可以反过来设置成：a＝(差压情况下蠕动泵单次动作采集量)÷(0差压情况下蠕动泵单次动作采集量)，只是若如此设置时，a的数值就全部小于1，后续使用此系数时，就需要用0差压情况下采集目标体积V0的样品蠕动泵所需动作次数n0除以系数a，也能获得蠕动泵实际需要动作的次数n。
也可以基于上述实验数据进行拟合获得压力P与系数a之间的数学关系式，基于数学关系式进行计算。由于数据量并不大，压力值可以随时通过压力传感器读取到，所以本例中采用查表法来确认补偿系数a。
具体采样过程如下：
S1、启动采集工作，设定采集任务的采集量V0，基于使用的蠕动管的标称内径，计算在0高差情况下蠕动泵采集V0需要蠕动的次数n0；
S2、启动蠕动泵；
S3、持续检测蠕动入口处介质是气体还是液体，即检测液位开关是否动作，若动作，意味着蠕动入口处介质变为液体，储液模块内充满了液体，读取压力传感器的数值，基于压力值查表获得蠕动泵补偿系数a，计算当前压力值下，采集V0所需蠕动泵动作次数n＝a×n0，开始记录蠕动泵动作次数；若采样动作启动后，储液模块内即充满液体，则计算过程中不再考虑考虑蠕动出口至储液出口之间管路的容积；若采样动作启动后，储液模块内为气体，运行一段时间后才检测到储液模块内充满液体时，累计计算本次采样量时还要将蠕动出口至储液出口之间管路的容积减去。
S4、判断蠕动泵蠕动次数是否达到目标值n，若是，停止蠕动泵动作；
S5、结束本次样品采集。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种采集液体样品的方法，基于用蠕动泵的自动采样装置，所述蠕动泵的入口处设有液体传感器，其特征在于，包括以下步骤：
S1、启动采集工作，初始化蠕动泵每次动作采集量和本次采集任务的采集量；
S2、启动蠕动泵；
S3、持续检测蠕动入口处介质是气体还是液体，待蠕动入口处介质变为液体时，开始记录蠕动泵动作次数，并以动作次数和蠕动泵单次动作采集量为基础累计当前采集量；
S4、判断当前采集量是否达到本次采集任务的采集量，若是，停止蠕动泵动作；
S5、结束本次样品采集。
2.根据权利要求1所述的采集液体样品的方法，其特征在于，所述自动采样装置还包括用于检测蠕动入口处压力的压力传感器，所述步骤S3中，基于压力传感器检测到的压力P，计算蠕动泵单次动作采样量或蠕动泵动作次数的补偿系数a，再进行累计采样量的计算。
3.根据权利要求2所述的采集液体样品的方法，其特征在于，基于压力p通过查表或计算的方式确认补偿系数a，a的数值大小取决于蠕动泵用软管的物理性质，经实际实验测得此系数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的采集液体样品的方法，其特征在于，所述蠕动入口前设有储液模块，所述储液模块包括壳体，所述壳体内设有腔体，所述腔体设有进口和出口，所述出口设于所述腔体的上方，所述壳体上还设置有用于监控腔体内样品是气体还是液体的监控组件。
5.根据权利要求4所述的采集液体样品的方法，其特征在于，所述监控组件为液位传感器或者液位开关，设于所述腔体的上表面。
6.根据权利要求2或3所述的采集液体样品的方法，其特征在于，所述压力传感器设置在所述壳体上，用于检测腔体内的压力。
7.根据权利要求4所述的采集液体样品的方法，其特征在于，计算采样量时，还需将蠕动出口至储液出口之间管路的容积考虑进去，具体地，若采样动作启动后，储液模块内即充满液体，则计算过程中不再考虑考虑蠕动出口至储液出口之间管路的容积；若采样动作启动后，储液模块内为气体，运行一段时间后才检测到储液模块内充满液体时，累计计算本次采样量时要将蠕动出口至储液出口之间管路的容积减去。
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