專利名稱：恒流氣體采樣裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體采樣器領(lǐng)域，尤其涉及一種恒流氣體采樣裝置及方法。
背景技術(shù)：
大氣采樣器的主要原理是以采樣泵抽取樣品，采用不同的穩(wěn)流措施及同步計時的方法，達(dá)到定量采集大氣中氣態(tài)或蒸氣樣品，以便用于分析其中的有害成分?，F(xiàn)有大氣采樣器主要由隔膜泵、調(diào)節(jié)閥、緩沖器、流量計、電子時控電路、欠壓指示電路和電源等部分組成?，F(xiàn)有大氣采樣器存在的不足之處主要為1、采樣器的隔膜泵或流量調(diào)節(jié)裝置所用的材質(zhì)在溫度變化時會產(chǎn)生變形，引起流量的變化；2、氣體流量難以自動調(diào)節(jié)，需人為操作調(diào)節(jié)流量，誤差較大；3、隔膜泵、緩沖瓶及溫度控制裝置導(dǎo)致采樣器價格昂貴、體積較大、不便于攜帶，4、隔膜泵的使用導(dǎo)致氣體流動方式是一股一股的，而非連續(xù)流動，最終導(dǎo)致在總的時間積累下，總流量是不準(zhǔn)確的；5、隔膜泵引起的噪聲大。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種恒流氣體采樣裝置及方法，使氣體能夠連續(xù)流動，并能快速有效的自動調(diào)節(jié)流量，始終保持啟動前就預(yù)先設(shè)置好的流量。并且減小體積、降低成本、降低噪聲。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種恒流氣體采樣裝置，包括筒身，其內(nèi)具有筒身空間，所述筒身空間內(nèi)設(shè)置有帶有氣體流量傳感器進(jìn)氣口和氣體流量傳感器出氣口的氣體流量傳感器，所述筒身的前端設(shè)置有使所述氣體流量傳感器進(jìn)氣口與所述筒身外部連通的氣嘴，腔體，其包括腔體前壁、腔體側(cè)壁和腔體后壁，所述腔體前壁設(shè)置有腔體前壁氣孔，使得所述氣體流量傳感器出氣口與所述腔體的內(nèi)部連通，所述腔體的內(nèi)部靠前部分設(shè)置有風(fēng)扇，所述腔體后壁上設(shè)置有散熱窗。其中，所述腔體側(cè)壁上設(shè)置有控制電路和電壓調(diào)節(jié)分配電路，用于控制所述風(fēng)扇， 所述電路上設(shè)置有操作鍵盤。其中，所述筒身空間的前端還設(shè)置有筒身氣孔，所述氣嘴和所述筒身氣孔連通，所述氣體流量傳感器進(jìn)氣口穿過所述筒身氣孔。其中，所述筒身的后端設(shè)置有多個插槽，所述腔體前壁上設(shè)置有與所述插槽配合的多個插銷。其中，所述腔體后壁通過多個螺釘固定在所述腔體側(cè)壁上。其中，所述腔體側(cè)壁上設(shè)置有電池倉，其內(nèi)設(shè)置有蓄電池，所述腔體后壁上設(shè)置有電源開關(guān)。一種使用上述恒流氣體采樣裝置的方法，包括步驟
3
Si、將氣體收集器接入氣嘴，通過操作鍵盤設(shè)置氣體流量及采樣時間，完成設(shè)置后啟動氣體采樣裝置；S2、風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動將腔體內(nèi)的氣體通過散熱窗排出，腔體靠前部分產(chǎn)生負(fù)壓，在大氣壓力作用下，氣體通過所述氣體收集器從所述氣嘴進(jìn)入氣體流量傳感器，再從所述氣體流量傳感器進(jìn)入所述腔體內(nèi)部，最后通過所述風(fēng)扇從所述散熱窗排出；S3、當(dāng)運(yùn)行時間達(dá)到設(shè)置的采樣時間時，所述控制電路切斷所述風(fēng)扇的工作電壓
使其停止工作。其中，在步驟S2中還包括在所述風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動過程中，所述氣體流量傳感器產(chǎn)生與當(dāng)前氣體流量大小成正比的電信號并輸入控制電路，所述控制電路對輸入的電信號進(jìn)行判斷，若輸入的電信號與所設(shè)置的氣體流量的相應(yīng)值相同則繼續(xù)保持所述風(fēng)扇的工作電壓，若輸入的電信號與所設(shè)置的氣體流量的相應(yīng)值不同，則所述控制電路調(diào)整風(fēng)扇的工作電壓，直至當(dāng)前的氣體流量與所設(shè)置的氣體流量相同。(三)有益效果本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)通過使用風(fēng)扇并利用控制電路和電壓調(diào)節(jié)分配電路，使得氣體可以連續(xù)流動并且流量恒定，從而使采樣裝置的精確度更高并且操作方便。通過不使用緩沖瓶、溫度控制裝置、流量計等，使得成本降低、體積減小。通過不使用隔膜泵，腔體用隔聲材料制成使得噪聲降低。


圖1為本發(fā)明的恒流氣體采樣裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1 氣嘴；2 筒身；3 插槽；4 插銷；5 氣體流量傳感器進(jìn)氣口 ；6 氣體流量傳感器；7 氣體流量傳感器出氣口 ；8 腔體前壁；9 腔體；10 風(fēng)扇；11 腔體側(cè)壁；12 線路板；13 控制電路；14 操作鍵盤；15 顯示器；16 電壓調(diào)節(jié)分配電路；17 電池倉；18 蓄電池；19 電池倉蓋；20 螺釘；21 充電器插口 ；22 散熱窗；23 電源開關(guān)；24 腔體后壁； 25 筒身空間；26 筒身氣孔；27 腔體前壁氣孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖1所示為本發(fā)明的恒流氣體采樣裝置的示意圖，包括筒身2、氣體流量傳感器6、腔體9、風(fēng)扇10以及控制電路13等?？梢杂筛袈暡牧现瞥傻那惑w9包括腔體側(cè)壁11和腔體前壁8以及腔體后壁M。腔體9內(nèi)部形成一個前部分為圓形后部分為方形的空間，前部分為圓形有利于設(shè)置風(fēng)扇10， 后部分為方形用利于設(shè)置控制電路等。腔體前壁8設(shè)置有腔體前壁氣孔27，腔體前壁氣孔 27穿透腔體前壁8從而與腔體9連通，腔體前壁8上還設(shè)置有多個插銷4。腔體后壁M通過多個螺釘20固定在腔體側(cè)壁11的后端。風(fēng)扇10設(shè)置在腔體9內(nèi)的靠前部分。線路板 12設(shè)置在腔體側(cè)壁11的后部，線路板12的內(nèi)側(cè)設(shè)有控制電路13和電壓調(diào)節(jié)分配電路16， 線路板12的外側(cè)設(shè)有顯示器15和操作鍵盤14。電池倉17和電池倉蓋19也設(shè)置在腔體側(cè)壁11的后部，電池倉17內(nèi)設(shè)有蓄電池18。在本發(fā)明的實(shí)施例中也可以直接使用外接電源。腔體后壁M上設(shè)置有用于蓄電池18充電的充電器插口 21，用于散熱的散熱窗22以及電源開關(guān)23。筒身2的前端設(shè)置有氣嘴1，筒身2內(nèi)部的筒身空間25的前端設(shè)置有筒身氣孔沈， 氣嘴1穿透筒身氣孔26與筒身空間25連通。筒身2的后端設(shè)置有與多個插銷4配合的插槽3，使得筒身2和腔體9結(jié)合。氣體流量傳感器6設(shè)置在筒身空間25內(nèi)，其自身帶有進(jìn)氣口 5和出氣口 7，進(jìn)氣口 5插在筒身前壁氣孔27內(nèi)，從而與所采樣的氣體連通，氣體流量傳感器出氣口 7插在腔體前壁氣孔27內(nèi)，從而與腔體9的內(nèi)部連通。筒身空間25的形狀與氣體流量傳感器6的形狀相配合。本發(fā)明裝置實(shí)施例的具體操作過程是將氣體收集器(例如活性炭檢氣管、微型采樣頭或固體吸附劑管)接入氣嘴1，打開電源開關(guān)23，觀察顯示器15是否顯示電源電壓欠壓，若顯示欠壓則需要充電，若不欠壓則通過按動操作鍵盤14以及觀察顯示器15來設(shè)置氣體流量及采樣時間，完成設(shè)置以后按操作鍵盤上的啟動鍵，風(fēng)扇10開始轉(zhuǎn)動將腔體9內(nèi)的氣體通過散熱窗22排出，腔體9靠前部分產(chǎn)生負(fù)壓空間，這樣在大氣壓力作用下，氣體通過氣體收集器從氣嘴1進(jìn)入氣體流量傳感器6，再從氣體流量傳感器6進(jìn)入腔體9內(nèi)部，最后通過風(fēng)扇10從散熱窗22被排出，在此過程中，氣體流量傳感器6會產(chǎn)生與當(dāng)前氣體流量大小成正比的電信號并輸入控制電路13，控制電路13對輸入的電信號進(jìn)行判斷，若輸入的電信號與所設(shè)置的氣體流量的相應(yīng)值相同則繼續(xù)保持送給風(fēng)扇10的工作電壓，使風(fēng)扇9的轉(zhuǎn)速保持不變。若送來的電信號與所設(shè)置的氣體流量的相應(yīng)值不同，則控制電路13調(diào)整風(fēng)扇10的工作電壓，直至氣體流量傳感器6輸入的電信號與所設(shè)置的氣體流量的相應(yīng)值相同停止調(diào)整，并保持相應(yīng)的工作電壓送給風(fēng)扇10，使風(fēng)扇10保持相應(yīng)的轉(zhuǎn)速從而保持氣體流量恒定。當(dāng)采樣運(yùn)行時間到了預(yù)先設(shè)置的工作時間時，控制電路13切斷風(fēng)扇10的工作電壓使風(fēng)扇10停止工作，完成采樣工作關(guān)閉電源開關(guān)23。本發(fā)明的氣體恒流采樣裝置的優(yōu)點(diǎn)如下1、利用風(fēng)扇可以連續(xù)移動氣體的特點(diǎn)， 并且將風(fēng)扇置于腔體中讓氣體沿著一個預(yù)定的管路流動，其流量大小與風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速成正比，而轉(zhuǎn)速又與風(fēng)扇的電機(jī)輸入電壓成正比，通過自動調(diào)節(jié)該電壓就可以達(dá)到自動調(diào)節(jié)氣體流量大小的目的；2、由于風(fēng)扇的噪聲要比薄膜泵小，又由于風(fēng)扇是置于腔體中的，而腔體又可以由隔聲材料制成，所以該方法可以達(dá)到減低噪聲的目的。3、風(fēng)扇替代隔膜泵和緩沖瓶，使得裝置體積小，便于攜帶。4、在利用風(fēng)扇采樣的同時，將控制電路等產(chǎn)生的熱量也進(jìn)行了散熱，延長了裝置的使用壽命。以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種恒流氣體采樣裝置，其特征在于，包括筒身O)，其內(nèi)具有筒身空間(25)，所述筒身空間0 內(nèi)設(shè)置有帶有氣體流量傳感器進(jìn)氣口( 和氣體流量傳感器出氣口(7)的氣體流量傳感器(6)，所述筒身( 的前端設(shè)置有使所述氣體流量傳感器進(jìn)氣口( 與所述筒身( 外部連通的氣嘴(1)，腔體(9)，其包括腔體前壁(8)、腔體側(cè)壁(11)和腔體后壁(M)，所述腔體前壁(8)設(shè)置有腔體前壁氣孔(27)，使得所述氣體流量傳感器出氣口(7)與所述腔體(9)的內(nèi)部連通， 所述腔體(9)的內(nèi)部靠前部分設(shè)置有風(fēng)扇(10)，所述腔體后壁04)上設(shè)置有散熱窗(22)。
2.如權(quán)利要求1所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述腔體側(cè)壁(11)上設(shè)置有控制電路(1 和電壓調(diào)節(jié)分配電路(16)，用于控制所述風(fēng)扇(10)，所述電路上設(shè)置有操作鍵盤(14)。
3.如權(quán)利要求2所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述筒身空間05)的前端還設(shè)置有筒身氣孔(26)，所述氣嘴(1)和所述筒身氣孔06)連通，所述氣體流量傳感器進(jìn)氣口(5)穿過所述筒身氣孔06)。
4.如權(quán)利要求3所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述筒身(1)的后端設(shè)置有多個插槽(3)，所述腔體前壁( 上設(shè)置有與所述插槽C3)配合的多個插銷G)。
5.如權(quán)利要求4所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述腔體后壁04)通過多個螺釘00)固定在所述腔體側(cè)壁(11)上。
6.如權(quán)利要求5所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述腔體側(cè)壁(11)上設(shè)置有電池倉(17)，其內(nèi)設(shè)置有蓄電池(18)，所述腔體后壁04)上設(shè)置有電源開關(guān)03)。
7.一種使用如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的恒流氣體采樣裝置的方法，包括步驟51、將氣體收集器接入氣嘴(1)，通過操作鍵盤(14)設(shè)置氣體流量及采樣時間，完成設(shè)置后啟動氣體采樣裝置；52、風(fēng)扇(10)開始轉(zhuǎn)動將腔體(9)內(nèi)的氣體通過散熱窗0 排出，腔體(9)靠前部分產(chǎn)生負(fù)壓，在大氣壓力作用下，氣體通過所述氣體收集器從所述氣嘴(1)進(jìn)入氣體流量傳感器(6)，再從所述氣體流量傳感器(6)進(jìn)入所述腔體(9)內(nèi)部，最后通過所述風(fēng)扇(10)從所述散熱窗0 排出；53、當(dāng)運(yùn)行時間達(dá)到設(shè)置的采樣時間時，所述控制電路(13)切斷所述風(fēng)扇(10)的工作電壓使其停止工作。
8.如權(quán)利要求7所述的使用恒流氣體采樣裝置的方法，其特征在于，在步驟S2中還包括在所述風(fēng)扇(10)的轉(zhuǎn)動過程中，所述氣體流量傳感器(6)產(chǎn)生與當(dāng)前氣體流量大小成正比的電信號并輸入控制電路(13)，所述控制電路(13)對輸入的電信號進(jìn)行判斷，若輸入的電信號與所設(shè)置的氣體流量的相應(yīng)值相同則繼續(xù)保持所述風(fēng)扇(10)的工作電壓，若輸入的電信號與所設(shè)置的氣體流量的相應(yīng)值不同，則所述控制電路(13)調(diào)整風(fēng)扇(10)的工作電壓，直至當(dāng)前的氣體流量與所設(shè)置的氣體流量相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣體采樣器領(lǐng)域，公開了一種恒流氣體采樣裝置，包括筒身，其內(nèi)具有筒身空間，筒身空間內(nèi)設(shè)置有帶有氣體流量傳感器進(jìn)氣口和氣體流量傳感器出氣口的氣體流量傳感器，筒身的前端設(shè)置有使氣體流量傳感器進(jìn)氣口與筒身外部連通的氣嘴，腔體，其包括腔體前壁、腔體側(cè)壁和腔體后壁，腔體前壁設(shè)置有腔體前壁氣孔，使得氣體流量傳感器出氣口與腔體的內(nèi)部連通，腔體的內(nèi)部靠前部分設(shè)置有風(fēng)扇，腔體后壁上設(shè)置有散熱窗。本發(fā)明的裝置通過使用風(fēng)扇并利用控制電路和電壓調(diào)節(jié)分配電路，使得氣體可以連續(xù)流動并且流量恒定，從而使采樣裝置的精確度更高、操作更方便。
文檔編號G01N1/22GK102243148SQ20111008933
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者張書景, 洪濤, 王嬡 申請人:北京市勞動保護(hù)科學(xué)研究所