CN212539854U - 一种全自动真空气体采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种全自动真空气体采样器，用以解决目前真空采样器所抽取的气体与样气之间误差比较大、人员操作繁琐、影响工作效率等问题。本实用新型包括供气装置、真空采样器和真空采样箱，真空采样器的内部设有气路连接单元、压力检测单元和智能控制单元，所述气路连接单元包括气体传输管路、电磁阀和气泵，真空采样箱内设有采样袋，气泵的进气端分别与供气装置、真空采样箱和采样袋连接，气泵的出气端连接外部空气。本实用新型通过智能控制单元控制气泵以及各个电磁阀工作，实现样气采集过程以及采样袋清洗过程等自动进行；通过在采样前对采样枪以及相关管路进行洗涤，有效减小抽取的气体与样气之间的误差，操作简单，使用方便。

Description

一种全自动真空气体采样器

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，具体涉及一种全自动真空气体采样器。

背景技术

随着对固定污染源等污染源超低排放改造的逐步推进，常规污染性气体如二氧化硫、氮氧化物等能逐步得到有效的监测、管理和控制。但有研究表明烷烃苯等非常规污染性气体，例如挥发性有机物等与雾霾直接相关。为了监督我们生存环境的空气质量，国家有针对性的对固定污染源挥发性有机物加强管理，并出台了相关管理标准。目前，根据HJ732-2014《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》为基础所设计的真空采样器，按照标准要求与原理进行实施时，发现所抽取的气体与样气之间误差比较大，不能够做到一致，且人员操作繁琐，影响使用效率。

实用新型内容

针对目前真空真空采样器所抽取的气体与样气之间误差比较大、人员操作繁琐、影响工作效率等问题，本实用新型提出一种全自动真空气体采样器，通过向可编程控制器发送指令来控制气泵以及各个电磁阀的工作状态，实现整个样气采集过程以及采样袋清洗过程可自动进行；通过在采样前对采样枪以及相关管路进行洗涤，可有效减小抽取的气体与样气之间的误差，操作简单，使用方便。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种全自动真空气体采样器，包括供气装置、真空采样器和真空采样箱；所述真空采样器的内部设有气路连接单元、压力检测单元和智能控制单元，真空采样器上设有操作单元，压力检测单元和操作单元均与智能控制单元相连接；所述气路连接单元包括气体传输管路、电磁阀和气泵，电磁阀设置在气体传输管路上，且电磁阀和气泵均与智能控制单元相连接；所述真空采样箱内设有用于采集样气的采样袋，气泵的进气端通过气体传输管路分别与供气装置、真空采样箱和采样袋相连接，气泵的出气端连接气体传输管路的真空释放端，且气体传输管路的真空释放端与外部空气相连接。

所述供气装置为采样枪，采样枪通过真空采样器中的气体传输管路与采样袋可拆卸连接。

所述供气装置为除烃空气发生器，除烃空气发生器通过气体传输管路和气泵与采样袋可拆卸连接。

所述压力检测单元为压力传感器，压力传感器设置在气泵的进气端上，且压力传感器与智能控制单元相连接。

所述智能控制单元为可编程控制器，操作单元为操作面板，操作面板上分别设有样气采集启动键和采样袋清洗启动键，样气采集启动键和采样袋清洗启动键均与可编程控制器相连接。

所述气体传输管路包括第一管路，第一管路与采样枪或除烃空气发生器连接，且第一管路连接第二管路，第二管路连接采样袋，所述第一管路上设有电磁阀Ⅰ，第二管路上设有电磁阀Ⅱ，电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ均与可编程控制器相连接。

所述气泵分别连接第三管路和第四管路，第三管路分别与第一管路和第二管路相连通，第四管路与真空采样箱相连通，所述第三管路上设有电磁阀Ⅲ，第四管路上设有电磁阀Ⅳ，电磁阀Ⅲ和电磁阀Ⅳ均与可编程控制器连接。

所述第四管路连通第五管路，第五管路为真空释放管路，且第五管路的真空释放端与外部空气相连通，所述第五管路上设有电磁阀Ⅴ，电磁阀Ⅴ与可编程控制器相连接。

所述气泵连接第六管路，第六管路与外部空气或采样袋相连通，所述第六管路上设有电磁阀Ⅵ，电磁阀Ⅵ与可编程控制器连接。

所述真空采样箱上设置有真空表。

采用上述结构的本实用新型，通过按压样气采集启动键或采样袋清洗启动键向控制器发送指令来控制气泵以及各个电磁阀工作，实现整个样气采集过程以及采样袋清洗过程等自动进行，操作简单，使用方便；采样前先通过气泵抽取部分样气对采样枪以及管路进行洗涤，以避免采样枪以及管路中掺杂其他气体，从而减小抽取的气体与样气之间的误差，同时，通过控制真空采样箱的真空度，以保证采样袋能抽取到80%的样气；采样完成后开启电磁阀Ⅳ和电磁阀Ⅴ，释放真空采样箱真空度，方便取出采样袋。本实用新型结构设计简单合理，工作原理清晰，提高了工作效率，具有很强的实用性以及很高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型样气采集过程的工作原理图；

图2为本实用新型采样袋清洗过程的工作原理图。

图中，1为采样枪，2为真空采样器，3为真空采样箱，4为气泵，5为压力传感器，6为采样袋，7为可编程控制器，8为电磁阀Ⅰ，9为电磁阀Ⅱ，10为电磁阀Ⅲ，11为电磁阀Ⅳ，12为电磁阀Ⅴ，13为电磁阀Ⅵ，14为样气采集启动键，15为真空表，16为除烃空气发生器，17为采样袋清洗启动键，101为第一管路，102为第二管路，103为第三管路，104为第四管路，105为第五管路，106为第六管路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种全自动真空气体采样器，包括供气装置、真空采样器2和真空采样箱3，真空采样器2和真空采样箱3均为密闭结构，真空采样器2的内部设有气路连接单元、压力检测单元和智能控制单元，其中气路连接单元用于实现供气装置、真空采样器2和真空采样箱3之间气体的传输，具体为气路连接单元包括气体传输管路、电磁阀和气泵4，电磁阀设置在气体传输管路上，且电磁阀和气泵4均与智能控制单元相连接，从而实现智能控制单元可通过控制电磁阀的打开或关闭进一步控制气体传输管路的通断。所述压力检测单元为压力传感器5，压力传感器5设置在气泵4的进气端上，且压力传感器5与智能控制单元相连接，压力传感器5用于实时检测气体传输管路中的气压变化并将检测数据传输给智能控制单元，以实现智能控制单元控制整个系统正常运行。所述真空采样箱3内设有用于采集样气的采样袋6，气泵4的进气端通过气体传输管路分别与供气装置、真空采样箱3和采样袋6相连接，气泵4的出气端连接气体传输管路的真空释放端，且气体传输管路的真空释放端与外部空气相连接，即气泵4既能够用于排出供气装置、真空采样箱3以及各管路中的气体，同时又可以用于对采样袋6进行抽气或充气，不仅实现了采样袋6采集样气的过程，同时实现了对采样袋6进行清洗的过程。

所述真空采样器2上设有操作单元，操作单元可实现人机交互功能，且操作单元与智能控制单元相连接，即技术人员可通过操作单元向智能控制单元发送指令，启动整个系统运行。具体地，所述智能控制单元为可编程控制器7，操作单元为操作面板，操作面板上分别设有样气采集启动键14和采样袋清洗启动键17，样气采集启动键14和采样袋清洗启动键17均与可编程控制器7相连接。所述的样气采集启动键14对应样气采集过程，采样袋清洗启动键17对应采样袋6的清洗过程，在进行样气采集时，技术人员可通过按压样气采集启动键14向可编程控制器7发送指令，可编程控制器7根据其内部预设的指令控制气泵4启动以及相关的电磁阀打开，使相应的气体传输管路连通，从而实现样气自动采集的过程；在对采样袋6进行清洗时，技术人员可通过按压采样袋清洗启动键17向可编程控制器7发送指令，可编程控制器7同样根据其内部预设的指令控制气泵4启动以及相关的电磁阀打开，使相应的气体传输管路连通，从而实现采样袋6的自动清洗过程，操作简单，使用方便，且工作效率高。

采集样气时，所述供气装置为采样枪1，采样枪1用于采集待检测的样气，且采样枪1通过真空采样器2中的气体传输管路与采样袋6可拆卸连接，从而实现采样枪1所采集的样气能够通过真空采样器2中的气体传输管路收集到采样袋6内。清洗采样袋6时，所述供气装置为除烃空气发生器16，除烃空气发生器16能够产生除烃空气，且除烃空气发生器16通过气体传输管路和气泵4与采样袋6可拆卸连接，从而实现气泵4能够抽取除烃空气发生器16产生的除烃空气并通过气体传输管路传输至采样袋6内，以达到清洗采样袋6的目的。

具体地，所述气体传输管路包括第一管路101，在进行样气采集时，如图1所示，第一管路101与采样枪1连接，采样枪1包括进气端和出气端，待检测的样气从采样枪1的进气端进入，并从其出气端输出至第一管路101内，第一管路101连接第二管路102，第二管路102连接采样袋6，从而实现采样枪1输出的样气依次通过第一管路101和第二管路102进入到采样袋6内。所述第一管路101上设有电磁阀Ⅰ8，第二管路102上设有电磁阀Ⅱ9，电磁阀Ⅰ8和电磁阀Ⅱ9均与可编程控制器7相连接，即可编程控制器7通过控制电磁阀Ⅰ8打开或关闭来控制第一管路101的通断，同理可编程控制器7通过控制电磁阀Ⅱ9打开或关闭来控制第二管路102的通断。

所述气泵4的进气端分别连接第三管路103和第四管路104，其中第三管路103分别与第一管路101和第二管路102相连通，从而实现气泵4依次通过第三管路103和第一管路101与采样枪1连通，并依次通过第三管路103和第二管路102与采样袋6连通。第四管路104与真空采样箱3相连通，即气泵4通过第四管路104与真空采样箱3相连通，启动气泵4，抽取真空采样箱3内的气体，从而控制真空采样箱3的真空度。所述第三管路103上设有电磁阀Ⅲ10，第四管路104上设有电磁阀Ⅳ11，电磁阀Ⅲ10和电磁阀Ⅳ11均与可编程控制器7连接。即可编程控制器7通过控制电磁阀Ⅲ10打开或关闭来控制第三管路103的通断，同理可编程控制器7通过控制电磁阀Ⅳ11打开或关闭来控制第四管路104的通断。所述第四管路104连通第五管路105，第五管路105为真空释放管路，且第五管路105的真空释放端与外部空气相连通，即真空采样箱3依次通过第四管路和第五管路与外部空气相连通，第五管路105上设有电磁阀Ⅴ12，电磁阀Ⅴ12与可编程控制器7相连接，可编程控制器7通过控制电磁阀Ⅳ11和电磁阀Ⅴ12打开，使第四管路与第五管路连通，从而能够释放真空采样箱3的真空度。进一步地，所述真空采样箱3上设置有真空表15，当真空采样箱3内的气压发生变化时，可实时显示在真空表15上，便于操作人员查看。所述气泵4的出气端连接第六管路106，在采样气集的过程中，所述第六管路106与外部空气相连通，用于排出气泵4所抽取的气体，第六管路106上设有电磁阀Ⅵ13，电磁阀Ⅵ13与控制器连接，控制器通过控制电磁阀Ⅵ13打开或关闭来控制第六管路106的通断。

本实施例中，样气采集的具体实施操作为：1）按压样气采集启动键14向可编程控制器7发送指令，可编程控制器7根据其内部预设的指令信息首先对采样枪1以及相关管路进行洗涤置气，即采样前，可编程控制器7先控制电磁阀Ⅰ8、电磁阀Ⅲ10和电磁阀Ⅵ13打开，使气泵4分别与采样枪1和外部空气连通，然后再控制气泵4启动，气泵4开始抽出采样枪1所输出的样气并依次通过第一管路101和第二管路102，最后通过第六管路106排出，达到洗涤采样枪1以及第一管路101、第二管路102的目的，以防止样气采集的过程中掺杂有其他的气体，从而减小抽取的气体与样气之间的误差。2）接着可编程控制器7控制电磁阀Ⅲ10关闭，电磁阀Ⅰ8和电磁阀Ⅵ13仍保持打开状态，同时可编程控制器7控制电磁阀Ⅱ9和电磁阀Ⅳ11打开，此时采样枪1与采样袋6连通，气泵4与真空采样箱3相连通，启动气泵4，气泵4开始抽出真空采样箱3内的空气，造成采样袋6外部的压力低于其内部的压力，从而迫使采样枪1输出的样气进入到采样袋6内。3）然后可编程控制器7控制电磁阀Ⅰ8和电磁阀Ⅳ11关闭，电磁阀Ⅱ9和电磁阀Ⅵ13仍保持打开状态，同时打开电磁阀Ⅲ10，使气泵4与采样袋6连通，启动气泵4，抽出采样袋6内的气体，达到洗涤采样袋6的目的，防止采样袋6内掺杂其他气体，减小采样误差。4）完成以上洗涤置气的操作后，可编程控制器7控制电磁阀Ⅰ8、电磁阀Ⅱ9、电磁阀Ⅳ11和电磁阀Ⅵ13打开，并控制其余电磁阀关闭，然后启动气泵4抽取真空采样箱3内的空气，使采样枪1输出的样气进入到采样袋6内，并通过控制真空采样箱3的真空度以保证采样袋6抽取80%的样气。5）采样完成后，可编程控制器7控制电磁阀Ⅳ11和电磁阀Ⅴ12打开，并控制其余电磁阀关闭，真空采样箱3依次通过第四管路104和第五管路105与外部空气连通，实现外部空气进入真空采样箱3内，从而释放真空采样箱3的真空度，便于取出采样袋6。

根据HJ732-2014《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》的要求，需要对使用过的采样袋6进行清洗，以便下次使用。本实施例中，在清洗采样袋6时，如图2所示，真空采样器2中的第一管路101与除烃空气发生器16连接，用于提供除烃空气以清洗采样袋6，具体为第一管路101连通第三管路103，第三管路103连接气泵4的进气端，气泵4的出气端与第六管路106连通，第六管路106与采样袋6连通，从而实现除烃空气发生器16依次通过第一管路101、第三管路103、气泵4和第六管路106与采样袋6相连通。

本实施例中，清洗采样袋6的具体实施操作为：6）将第一管路101的进气端接入除烃空气发生器16，将第六管路106的出气端利用接头与采样袋6连通。7）按压采样袋清洗启动键17向可编程控制器7发送指令，可编程控制器7根据其内部预设的指令将控制电磁阀Ⅰ8、电磁阀Ⅲ10和电磁阀Ⅵ13打开，使气泵4分别与除烃空气发生器16和采样袋6相连通，同时启动气泵4，气泵4开始抽取除烃空气发生器16内的除烃空气，并充入采样袋6内。8）采样袋6充满后，可编程控制器7仅控制电磁阀Ⅴ12和电磁阀Ⅵ13打开，然后启动气泵4对采样袋6进行抽真空即可。将上述步骤7与步骤8反复操作3次，以满足标准使用要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动真空气体采样器，其特征在于：包括供气装置、真空采样器（2）和真空采样箱（3）；

所述真空采样器（2）的内部设有气路连接单元、压力检测单元和智能控制单元，真空采样器（2）上设有操作单元，压力检测单元和操作单元均与智能控制单元相连接；

所述气路连接单元包括气体传输管路、电磁阀和气泵（4），电磁阀设置在气体传输管路上，且电磁阀和气泵（4）均与智能控制单元相连接；

所述真空采样箱（3）内设有用于采集样气的采样袋（6），气泵（4）的进气端通过气体传输管路分别与供气装置、真空采样箱（3）和采样袋（6）相连接，气泵（4）的出气端连接气体传输管路的真空释放端，且气体传输管路的真空释放端与外部空气相连接。

2.根据权利要求1所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述供气装置为采样枪（1），采样枪（1）通过真空采样器（2）中的气体传输管路与采样袋（6）可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述供气装置为除烃空气发生器（16），除烃空气发生器（16）通过气体传输管路和气泵（4）与采样袋（6）可拆卸连接。

4.根据权利要求2或3所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述压力检测单元为压力传感器（5），压力传感器（5）设置在气泵（4）的进气端上，且压力传感器（5）与智能控制单元相连接。

5.根据权利要求4所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述智能控制单元为可编程控制器（7），操作单元为操作面板，操作面板上分别设有样气采集启动键（14）和采样袋清洗启动键（17），样气采集启动键（14）和采样袋清洗启动键（17）均与可编程控制器（7）相连接。

6.根据权利要求1或5所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述气体传输管路包括第一管路（101），第一管路（101）与采样枪（1）或除烃空气发生器（16）连接，且第一管路（101）连接第二管路（102），第二管路（102）连接采样袋（6），所述第一管路（101）上设有电磁阀Ⅰ（8），第二管路（102）上设有电磁阀Ⅱ（9），电磁阀Ⅰ（8）和电磁阀Ⅱ（9）均与可编程控制器（7）相连接。

7.根据权利要求6所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述气泵（4）分别连接第三管路（103）和第四管路（104），第三管路（103）分别与第一管路（101）和第二管路（102）相连通，第四管路（104）与真空采样箱（3）相连通，所述第三管路（103）上设有电磁阀Ⅲ（10），第四管路（104）上设有电磁阀Ⅳ（11），电磁阀Ⅲ（10）和电磁阀Ⅳ（11）均与可编程控制器（7）连接。

8.根据权利要求 7所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述第四管路（104）连通第五管路（105），第五管路（105）为真空释放管路，且第五管路（105）的真空释放端与外部空气相连通，所述第五管路（105）上设有电磁阀Ⅴ（12），电磁阀Ⅴ（12）与可编程控制器（7）相连接。

9.根据权利要求8所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述气泵（4）连接第六管路（106），第六管路（106）与外部空气或采样袋（6）相连通，所述第六管路（106）上设有电磁阀Ⅵ（13），电磁阀Ⅵ（13）与可编程控制器（7）连接。

10.根据权利要求1或5或9所述的全自动真空气体采样器，其特征在于：所述真空采样箱（3）上设置有真空表（15）。

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