CN210005313U - 一种气体采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种气体采样装置，包括采样管和气袋，所述气袋设于真空箱内，所述真空箱与动力泵相连；还包括冷凝机构，所述冷凝机构包括储液箱和制冷部件，所述储液箱具有进管和出管，所述进管与所述采样管相连，所述制冷部件用于冷却所述进管和/或所述出管和/或所述储液箱内的废气，所述出管用于和所述气袋相连。由于上述冷凝机构的设置，废气在进入气袋之前可以先进行冷凝降温，以促使废气中的水分在储液箱中析出、收集，能够降低进入气袋的废气的含湿量，进而能够提高废气中VOCs含量检测的准确性；而且，收集在储液箱中的冷凝水也同步进行检测，然后再与气袋中检测的VOCs的含量相加和，即可以得到更为准确的VOCs含量。

Description

一种气体采样装置

技术领域

本实用新型涉及废气检测技术领域，具体涉及一种气体采样装置。

背景技术

随着国家对环保越来越重视，各种挥发性有机物(VOCs，Volatile OrganicCompounds)排放标准相继颁布，各行业废气中的VOCs排放浓度也有了严格的限值，因此，需对废气中的VOCs浓度进行测试。

目前，废气中VOCs的测试主要是采用气袋法，但是，某些行业的废气湿度较大，如纤维板行业，绝对含湿量甚至达到15％。而现有市场上气袋法的采样装置一般通过采样枪直接将废气引入气袋内，由于管道内的废气温度较高，引入气袋的过程中温度逐渐降低，废气冷凝后水分会析出，附着在采样管路以及气袋内表面；若析出的水分过多，部分VOCs会溶解在水中，并附着在气袋表面，使得气袋内所收集气体中的VOCs浓度下降，影响测试的准确性。

因此，如何提供一种方案，以提高废气中VOCs含量的测试准确性，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气体采样装置，该气体采样装置包括冷凝机构，可以对进入气袋前的废气进行冷凝降温，以促使废气中的水分在储液箱中析出、收集，通过检测气袋中气体以及储液箱冷凝水中的VOCs含量，可以获得较为准确的VOCs含量值。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种气体采样装置，包括采样管和气袋，所述气袋设于真空箱内，所述真空箱与动力泵相连；还包括冷凝机构，所述冷凝机构包括储液箱和制冷部件，所述储液箱具有进管和出管，所述进管与所述采样管相连，所述制冷部件用于冷却所述进管和/或所述出管和/或所述储液箱内的废气，以使得所述废气中的水分冷凝析出、并收集于所述储液箱，所述出管用于和所述气袋相连。

由于上述冷凝机构的设置，废气在进入气袋之前可以先进行冷凝降温，以将废气中的水分冷凝出来，能够降低进入气袋的废气的含湿量，可较大程度地避免气袋中冷凝水的产生，也就减少了气袋中VOCs在冷凝水中溶解的可能性，进而能够提高废气中VOCs含量检测的准确性。

而且，冷凝机构所产生的冷凝水并没有直接排放掉，而是收集于储液箱中，在进行检测时，这一部分的冷凝水也可以同步进行检测，以检测其中所溶解的VOCs含量，然后再与气袋中检测的VOCs的含量相加和，即可以得到更为准确的VOCs含量。

可选地，所述进管、所述出管均与所述储液箱的顶部相连，所述制冷部件为半导体制冷片，所述半导体制冷片安装于所述进管以及所述出管的外壁。

可选地，所述进管、所述出管均包括竖管段，并均通过各自的竖管段与储液箱相连，所述半导体制冷片安装于所述竖管段的外壁。

可选地，所述储液箱内设有第一温度监测器，用于监测所述储液箱内废气的温度；还包括控制器，所述控制器与所述第一温度监测器、所述制冷部件均信号连接，工作状态下，所述控制器在所述第一温度监测器测得的温度大于第一温度限值时能够控制所述制冷部件启动或提高所述制冷部件的功率。

可选地，还包括主机，所述主机包括壳体，所述动力泵、所述进管及所述出管均设于所述壳体内，所述壳体的下壁设有向上的凹陷部；还包括储液桶，所述储液桶螺纹连接于所述凹陷部，以形成密闭的所述储液箱，所述进管、所述出管均与所述凹陷部相连。

可选地，还包括加热部件，用于加热所述采样管内的废气。

可选地，所述采样管包括外管壁和内管壁，所述加热部件设于所述外管壁、所述内管壁之间；还包括第二温度监测器，用于监测所述采样管内废气的温度，所述控制器与所述第二温度监测器、所述加热部件均信号连接，工作状态下，所述控制器在第二温度监测器测得的温度小于第二温度限值时控制所述加热部件启动。

可选地，所述采样管的外壁面还设有隔热层，且所述采样管的进口位置还设有过滤器。

可选地，所述真空箱的箱壁设有进气口和排气口，所述进气口设有进气阀，所述进气阀连接有进气管，所述排气口设有排气阀，所述排气阀连接有排气管，且所述进气阀、所述排气阀均为单向阀；所述气袋具有气嘴，所述气嘴设有开关阀，所述开关阀连接有气管，所述气管与所述进气管、所述排气管通过三通管相连。

可选地，所述出管与所述壳体的壳壁相连，并形成出气口，所述出气口与所述进气口通过第一连接管相连；所述动力泵也与所述壳体的壳壁相连，并形成泵口，所述真空箱的箱壁设有气口，所述泵口与所述气口通过第二连接管相连。

附图说明

图1为本实用新型所提供气体采样装置的主机与采样管的连接结构图；

图2为图1中冷凝机构的局部放大图；

图3为真空箱与气袋的结构示意图。

图1-3中的附图标记说明如下：

1采样管、11加热部件、12外管壁、13内管壁、14第二温度监测器、15过滤器；

2气袋、21气嘴、22开关阀、23气管、24三通管；

3真空箱、31进气口、311进气管、32排气口、321排气管、33气口；

4动力泵；

5冷凝机构、51储液箱、51a凹陷部、51b储液桶、511进管、511a竖管段、512出管、513第一温度监测器、52制冷部件；

6主机、61壳体、611出气口、612第一连接管、613泵口、62控制器、63手柄。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构相同或相类似的两个以上的结构或部件，并不表示对顺序的某种特殊限定。

请参考图1-3，图1为本实用新型所提供气体采样装置的主机与采样管的连接结构图，图2为图1中冷凝机构的局部放大图，图3为真空箱与气袋的结构示意图。

如图1-3所示，本实用新型提供一种气体采样装置，包括采样管1和气袋2，气袋2设于真空箱3内，真空箱3与动力泵4相连；动力泵4具体可以为抽吸泵，在正向转动时，可以抽取真空箱3内的气体，以保证真空箱3内的真空度，在反向转动时，则可以向真空箱3内充气，以压迫气袋2内气体排出。

区别于现有技术，上述气体采样装置还包括冷凝机构5，冷凝机构5包括储液箱51和制冷部件52，储液箱51具有进管511和出管512，进管511与采样管1相连，制冷部件52用于冷却进管511和/或出管512和/或储液箱51内的废气，出管512用于和气袋2相连。

由于上述冷凝机构5的设置，废气在进入气袋2之前可以先进行冷凝降温，以将废气中的水分冷凝出来，能够降低进入气袋2的废气的含湿量，可较大程度地避免气袋2中冷凝水的产生，也就减少了气袋2中VOCs在冷凝水中溶解的可能性，进而能够提高废气中VOCs含量检测的准确性。

而且，冷凝机构5所产生的冷凝水并没有直接排放掉，而是收集于储液箱51中，在进行检测时，这一部分的冷凝水也可以同步进行检测，以检测其中所溶解的VOCs含量，然后再与气袋2中检测的VOCs的含量相加和，即可以得到更为准确的VOCs含量。

在具体的方案中，如图2所示，进管511、出管512均可以与储液箱51的顶部相连，制冷部件52可以采用半导体制冷片，半导体制冷片的结构尺寸较小，方便安装，无制冷剂的污染，同时，半导体制冷片受电控驱动，通过改变电流可调整制冷功率，可方便地进行控制、并提供合适的制冷效果。安装时，上述半导体制冷片可以通过粘结等方式固定于进管511以及出管512的外壁，以分别对进管511、出管512内的废气进行冷却降温。

采用这种结构，废气中水分的冷凝可以大致分为三个阶段：其一，在废气沿着进管511向储液箱51流动时，受进管511外部的制冷部件52的作用，废气的温度可以不断下降，其内的水分开始析出，并沿着进管511流入储液箱51中；其二，经过进管511段的冷却，废气的温度已经较低，在储液箱51内，废气中的水分可以进一步地析出；其三，自储液箱51中流出的废气在沿着出管512流动时，出管512外部的制冷部件52可以持续作用，使得废气中的水分可以更进一步地析出，并沿着出管512回流至储液箱51内；如此，经过上述的三个阶段，废气中的水分可以较为彻底地在冷凝机构5中析出、收集。

请继续参考图2，进管511、出管512均可以包括竖管段511a，并均可以通过各自的竖管段511a与储液箱51相连，前述半导体制冷片可以贴合于竖管段511a的外壁。可以理解，贴合有半导体制冷片的管段为集中冷却段，采用上述的设计，集中冷却段为竖直设置，更有利于进管511、出管512中析出的水分向储液箱51内的流动；而且，这种竖向延伸的管段本身也可以方便安装半导体制冷片。

需要说明，将贴合有半导体制冷片的管段设置为竖直段511a的方案仅为本实用新型实施例的一种优选方案，其并不能够作为对本实用新型所提供气体采样装置的实施范围的限定，在满足功能的条件下，进管511、出管512也可以采用其他的结构设计；例如，进管511、出管512与储液箱51的连接管段均可以设置为弧形管，这样也能够方便所析出冷凝水沿着进管511、出管512流入储液箱51内。

上述储液箱51内还可以设有第一温度监测器513，用于监测储液箱51内废气的温度；还可以包括控制器62，控制器62与第一温度监测器513、制冷部件52均可以信号连接。在工作状态下，控制器62可以接收第一温度监测器513测得的温度，且控制器62内还存储有预设的第一温度限值，若所测得的温度大于该第一温度限值，控制器62则能够控制制冷部件52启动或提高制冷部件52的功率，来降低储液箱51内的温度，以便于废气中水分的快速析出。

这里，本实用新型实施例并不限定上述第一温度限值的具体值，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，只要能够保证废气中水分的析出效率即可。

本实用新型所提供气体采样装置还可以包括主机6，主机6可以包括壳体61，前述的动力泵4、进管511、出管512以及控制器62等均可以设于壳体61内，且壳体61上还可以设有触摸屏、控制按钮等形式的控制面板，该控制面板可以与控制器62信号连接，工作人员可以通过操作控制面板上的控制按键(实体按键或虚拟按键)来驱使控制器62对气体采样装置中的各部件进行操控；壳体61上还设有手柄63，以方便对主机6进行移动。

结合图2，在储液箱51的一种具体实施方式中：壳体61的下壁可以设有向上的凹陷部51a，该凹陷部51a的内周壁可以设有内螺纹；还可以包括储液桶51b，储液桶51b的外周壁可以设有外螺纹，储液桶51b能够拧接于凹陷部51a，以形成密闭的储液箱51，进管511、出管512均可以与凹陷部51a相连。

如此设置，储液箱51可以为分体式结构，在采样结束后，可以直接将储液桶51b自壳体61上拧下来，进而可方便对收集于储液桶51内的冷凝水进行检测，同时，也可以方便地对储液箱51的内壁进行清理，以避免长期使用时污渍在储液箱51内的积累；而在连接状态时，储液桶51b与凹陷部51a采用的是螺纹配合，连接的可靠性较高，密封性较好，可较大程度地避免收集于储液箱51内的冷凝水泄漏。

除此之外，该储液箱51也可以采用其他的形成方式，只要能够满足使用效果即可；例如，该储液箱51可以与壳体61一体形成，此时，可以在储液箱51的底壁设置启闭阀，启闭阀处于关闭状态时，也可以保证储液箱51的密封性，而在开启状态时，则可以将储液箱51内收集的冷凝水排出以供检测。

进一步地，还可以包括加热部件11，该加热部件11可加热采样管1内的废气，以使得其中废气的温度能够基本保持恒定，进而避免采样管1内的废气产生过多的温降，以及由此而导致的废气中水分在采样管1内大量析出、堵塞采样管1。

也就是说，本实用新型实施例可以将废气中冷凝水的析出集中在冷凝机构5内，以较大程度地避免冷凝水在其他位置的析出而导致的无法收集、堵塞管路等问题，又由于冷凝水的析出基本都发生在冷凝机构5内，且冷凝水能够被储液箱51所收集，这也就能够更大程度地保证废气中VOCs检测的准确性。

具体而言，如图1所示，采样管1可以包括外管壁12和内管壁13，加热部件11可以设于外管壁12、内管壁13之间，如此，内管壁13可以对加热部件11进行防护，以较大程度地避免废气对于加热部件11的持续冲刷而导致的加热部件11损坏；该加热部件11具体可以为电伴热带、电阻丝加热原件等。

采样管1内还可以包括第二温度监测器14，用于监测采样管1内废气的温度，前述控制器62与第二温度监测器14、加热部件11均可以信号连接。在工作状态下，控制器62可以接收第二温度监测器14测得的温度，且控制器62内还存储有预设的第二温度限值，若所测得的温度小于该第二温度限值，控制器62能够控制加热部件11启动，以对采样管1内的废气进行加热，进而可保证采样管1内温度的稳定。

这里，本实用新型实施例也不限定上述第二温度限值的具体值，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，例如，可以将该第二温度限值设置为废气进入采样管1时的进气温度，即可以使得采样管1内废气的温度始终维持为进气温度。

另外，上述第二温度监测器14的数量、安装位置也不作限定；在一种优选的方案中，第二温度监测器14可以设置为两个，且两个第二温度监测器14可以分别设置在采样管1的进气端和出气端，或者，也可以参照附图1进行设置。

采样管1的外壁面还可以设有隔热层，该隔热层即是保温层，可阻挡采样管1内废气与外部空气的热量交换，能够进一步地减少废气中水分发生冷凝的可能性。采样管1的进口位置还可以设有过滤器15，可对进入采样管1的废气进行过滤，以滤除废气中粒径较大的粉尘杂质，可避免这部分粉尘杂质对于气体采样装置内部管路的堵塞。

在现有技术中，气袋2的进气管路和出气管路为同一管路，如此，在采样之前、对气袋2进行清洗时，通过采样管路(前述的采样管1、冷凝机构5等)进入气袋2的清洗气体又将沿着上述采样管路排出，这就会导致清洗气体污染采样管路的问题。

针对此，如图3所示，在本实用新型实施例中，真空箱3的箱壁可以设有进气口31和排气口32，进气口31可以设有进气阀，进气阀的一个端口可以连接有进气管311，排气口32可以设有排气阀，排气阀的一个端口可以连接有排气管321，且所述进气阀、所述出气阀均为单向阀；气袋2可以具有气嘴21，以通过该气嘴21进行进气或者排气，气嘴21可以设有开关阀22，且该开关阀22可以连接有气管23，气管23与进气管311、排气管321可以通过三通管24相连，通过该三通管24以及进气管311、排气管321的设置，可以将气袋2的进气管路和出气管路分开设置，以避免对气袋2进行清洗时、清洗气体污染采样管路的问题。

上述进气阀、出气阀也可以不是单向阀，此时，可以将三通管24替换为三通阀，以通过对三通阀的切换，来控制气管23与进气管311、排气管321的联通状态，也能够实现进气管路和排气管路的分设。

或者，进气管路、出气管路也可以采用同一管路，在对气袋2进行清洗时，首先向气袋2内充气，当需要将气体排出时，可以断开气袋2的进气管路与采样管路之间的连接，如此，也可以避免清洗气体对于采样管路的污染。

前述出管512可以与壳体61的壳壁相连，并形成出气口611，出气口611与进气阀之间可以通过第一连接管612相连，该第一连接管612具体可以为软管；动力泵4也可以与壳体61的壳壁相连，并形成泵口613，真空箱3的箱壁可以设有气口33，泵口613与气口33可以通过第二连接管相连。

在正式开始采样前，需要用待采集的废气对气袋2进行清洗(一般倾斜2-3遍)，具体过程如下：

通过第一连接管612连接出气口611和进气口31，通过第二连接管连接泵口613和气口33；

开启动力泵4，以抽取真空箱3内的气体，由于气袋2与真空箱3内的压差，废气可以沿着采样管路，并通过进气阀单向地导入进气管311内，然后进入气袋2内；

当气袋2内的废气达到一定量时，具体可以为充满时，控制动力泵4反转，以向真空箱3内充入气体，并逐渐压迫气袋2内的气体沿着排气管312、排气阀单向的排出；

重复上述步骤若干次，直至清洗完成。

在对气袋2进行清洗后，可以正式开始采样，具体过程如下：

通过第一连接管612连接出气口611和进气口31，通过第二连接管连接泵口613和气口33；

开启动力泵4，以抽取真空箱3内的气体，由于气袋2与真空箱3内的压差，废气可以沿着采样管路，并通过进气阀单向地导入进气管311内，然后进入气袋2内；

当气袋2内的废气达到一定量时，具体可以为充满时，采样结束，关闭开关阀22，取出气袋2待分析，同时，拧下储液桶51b，其中的冷凝水待分析。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体采样装置，包括采样管(1)和气袋(2)，所述气袋(2)设于真空箱(3)内，所述真空箱(3)与动力泵(4)相连，其特征在于，

还包括冷凝机构(5)，所述冷凝机构(5)包括储液箱(51)和制冷部件(52)，所述储液箱(51)具有进管(511)和出管(512)，所述进管(511)与所述采样管(1)相连，所述制冷部件(52)用于冷却所述进管(511)和/或所述出管(512)和/或所述储液箱(51)内的废气，以使得所述废气中的水分冷凝析出、并收集于所述储液箱(51)，所述出管(512)用于和所述气袋(2)相连。

2.根据权利要求1所述气体采样装置，其特征在于，所述进管(511)、所述出管(512)均与所述储液箱(51)的顶部相连，所述制冷部件(52)为半导体制冷片，所述半导体制冷片安装于所述进管(511)以及所述出管(512)的外壁。

3.根据权利要求2所述气体采样装置，其特征在于，所述进管(511)、所述出管(512)均包括竖管段(511a)，并均通过各自的竖管段(511a)与储液箱(51)相连，所述半导体制冷片安装于所述竖管段(511a)的外壁。

4.根据权利要求1-3中任一项所述气体采样装置，其特征在于，所述储液箱(51)内设有第一温度监测器(513)，用于监测所述储液箱(51)内废气的温度；

还包括控制器(62)，所述控制器(62)与所述第一温度监测器(513)、所述制冷部件(52)均信号连接，工作状态下，所述控制器(62)在所述第一温度监测器(513)测得的温度大于第一温度限值时能够控制所述制冷部件(52)启动或提高所述制冷部件(52)的功率。

5.根据权利要求4所述气体采样装置，其特征在于，还包括主机(6)，所述主机(6)包括壳体(61)，所述动力泵(4)、所述进管(511)、所述出管(512)及所述控制器(62)均设于所述壳体(61)内，所述壳体(61)的下壁设有向上的凹陷部(51a)；还包括储液桶(51b)，所述储液桶(51b)螺纹连接于所述凹陷部(51a)，以形成密闭的所述储液箱(51)，所述进管(511)、所述出管(512)均与所述凹陷部(51a)相连。

6.根据权利要求4所述气体采样装置，其特征在于，还包括加热部件(11)，用于加热所述采样管(1)内的废气。

7.根据权利要求6所述气体采样装置，其特征在于，所述采样管(1)包括外管壁(12)和内管壁(13)，所述加热部件(11)设于所述外管壁(12)、所述内管壁(13)之间；

还包括第二温度监测器(14)，用于监测所述采样管(1)内废气的温度，所述控制器(62)与所述第二温度监测器(14)、所述加热部件(11)均信号连接，工作状态下，所述控制器(62)在第二温度监测器(14)测得的温度小于第二温度限值时控制所述加热部件(11)启动。

8.根据权利要求6所述气体采样装置，其特征在于，所述采样管(1)的外壁面还设有隔热层，且所述采样管(1)的进口位置还设有过滤器(15)。

9.根据权利要求5所述气体采样装置，其特征在于，所述真空箱(3)的箱壁设有进气口(31)和排气口(32)，所述进气口(31)设有进气阀，所述进气阀连接有进气管(311)，所述排气口(32)设有排气阀，所述排气阀连接有排气管(321)，且所述进气阀、所述排气阀均为单向阀；

所述气袋(2)具有气嘴(21)，所述气嘴(21)设有开关阀(22)，所述开关阀(22)连接有气管(23)，所述气管(23)与所述进气管(311)、所述排气管(321)通过三通管(24)相连。

10.根据权利要求9所述气体采样装置，其特征在于，所述出管(512)与所述壳体(61)的壳壁相连，并形成出气口(611)，所述出气口(611)与所述进气阀通过第一连接管(612)相连；

所述动力泵(4)也与所述壳体(61)的壳壁相连，并形成泵口(613)，所述真空箱(3)的箱壁设有气口(33)，所述泵口(613)与所述气口(33)通过第二连接管相连。

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