專利名稱：具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，室內(nèi)顆粒物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，實(shí)現(xiàn)定量采集大氣中顆粒物，以便于分析顆粒物在一定時間內(nèi)的平均濃度?，F(xiàn)有顆粒物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)有大氣顆粒物采樣器存在的不足之處主要為1、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；2、采樣器的隔膜泵或流量調(diào)解裝置所用的材質(zhì)在溫度變化時會產(chǎn)生變形， 引起流量的變化；3、不能在啟動前設(shè)置所需氣體流量，而是啟動后通過手動調(diào)節(jié)浮子流量計來設(shè)置所需的流量，因而會產(chǎn)生一定的誤差，另外，在采樣過程中流量產(chǎn)生變化不能自動調(diào)節(jié)使流量保持恒定；4、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；5、若同時監(jiān)測不同粒徑的顆粒物或分析顆粒物的組成成分需增加若干采樣頭，同時相應(yīng)的也要增加泵、流量計、緩沖瓶等，即相應(yīng)的也增加了成本、體積以及重量。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種在室內(nèi)進(jìn)行顆粒物采樣時，可以帶多個微型采樣頭，并且能同時使氣體連續(xù)穩(wěn)定通過所有微型采樣頭的裝置及方法。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，包括機(jī)箱，其包括機(jī)殼前壁、機(jī)殼后壁、機(jī)殼左側(cè)壁、機(jī)殼右側(cè)壁、機(jī)殼頂板以及機(jī)殼底板，所述機(jī)殼頂板設(shè)置有通孔；微型電動機(jī)，其設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)，所述微型電動機(jī)的電動機(jī)軸穿過所述通孔；圓形托盤，其中心設(shè)置有非圓形孔，所述電動機(jī)軸穿過所述通孔，其端部與所述非圓形孔固定設(shè)置，并且所述圓形托盤和所述機(jī)殼頂板之間設(shè)置有多個支撐輪，用于將所述圓形托盤支撐在所述機(jī)殼頂板上；多個伸縮式支撐桿，其均勻分布在所述圓形托盤上部靠近邊緣處，每個伸縮式支撐桿的頂部設(shè)置有固定架，所述固定架上設(shè)置有微型采樣頭，所述微型采樣頭具有進(jìn)氣口和出氣口并且水平設(shè)置。其中，所述機(jī)箱內(nèi)設(shè)置有控制電路。其中，所述機(jī)殼頂板上設(shè)置有光電計數(shù)器探頭，所述圓形托盤下方設(shè)置有遮光片。其中，所述伸縮式支撐桿底部設(shè)置有軸。
其中，伸縮式支撐桿上設(shè)置有定位穿孔，所述定位穿孔內(nèi)設(shè)置有定位穿釘。其中，所述機(jī)箱內(nèi)設(shè)置有蓄電池。其中，所述機(jī)箱內(nèi)設(shè)置有電源調(diào)節(jié)分配電路。其中，所述機(jī)殼前壁的外部設(shè)置有顯示器和操作鍵盤。一種對氣體進(jìn)行采樣的方法，包括步驟Si、將每個伸縮式支撐桿設(shè)置為所需的不同的高度；S2、使每個微型采樣頭的進(jìn)氣口一端順著圓形托盤旋轉(zhuǎn)的方向；S3、打開電源開關(guān)，觀察顯示器是否顯示電源電壓欠壓，若不欠壓則通過按動操作鍵盤以及觀察顯示器來設(shè)置氣體采樣所需要的流量以及所需要采樣的時間；S4、啟動微型電動機(jī)，所述微型電動機(jī)的電動機(jī)軸開始轉(zhuǎn)動帶動圓形托盤轉(zhuǎn)動，圓形托盤的轉(zhuǎn)動帶動了伸縮式支撐桿的轉(zhuǎn)動從而帶動微型采樣頭的轉(zhuǎn)動，使微型采樣頭在氣體中移動；S5、當(dāng)采樣運(yùn)行時間到了預(yù)先設(shè)置的工作時間時，控制電路切斷微型電動機(jī)的工作電壓使微型電動機(jī)停止工作。其中，在所述步驟S4中，在所述圓形托盤的轉(zhuǎn)動過程中，光電計數(shù)器探頭通過遮光片使控制電路計算圓形托盤轉(zhuǎn)動一圈所需的時間，若計算出的流量與設(shè)置的流量值一樣則繼續(xù)保持送給微型電動機(jī)的工作電壓，若計算出的流量與預(yù)先設(shè)置的不同，則控制電路調(diào)整送給微型電動機(jī)的工作電壓，直至計算出的流量與預(yù)先設(shè)置的數(shù)值相同。(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)本發(fā)明的裝置使多個微型采樣頭同時采樣，并且氣體連續(xù)通過每個微型采樣頭，并且快速有效的自動調(diào)節(jié)采氣的流量，使流量始終保持預(yù)先設(shè)置的數(shù)值，同時本發(fā)明不使用泵、流量計、緩沖瓶以及溫控裝置，大大降低了成本。


圖1為本發(fā)明具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置實(shí)施例的正視圖；圖2為本發(fā)明具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置實(shí)施例的側(cè)視圖。其中，1 操作鍵盤；2 顯示器；3 機(jī)殼前壁；4 光電計數(shù)器探頭；5 遮光片；6 圓形托盤；7 支撐輪；8 非圓形孔；9 微型電動機(jī)；10 電動機(jī)軸；11 固定架；12 微型采樣頭；13 伸縮式支撐桿；14 機(jī)殼頂板；15 電源開關(guān)；16 機(jī)殼后壁；17 充電器插口 ；18 機(jī)殼底板；19 蓄電池；20 線路板；21 電源調(diào)節(jié)分配電路；22 控制電路；23 軸；24 通孔； 25 機(jī)箱；26 定位穿釘；27 定位穿孔；28 機(jī)殼左側(cè)壁；29 機(jī)殼右側(cè)壁；30 進(jìn)氣口 ；31 出氣口。
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)明的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置實(shí)施例的正視圖；圖 2為本發(fā)明的微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置實(shí)施例的側(cè)視圖。本發(fā)明的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置包括機(jī)箱25、圓形托盤6、控制電路22、伸縮式支撐桿13、微型采樣頭 12等。機(jī)箱25由機(jī)殼前壁3、機(jī)殼后壁16、機(jī)殼左側(cè)壁觀、機(jī)殼右側(cè)壁四機(jī)殼頂板14以及機(jī)殼底板18組成。機(jī)箱25內(nèi)部設(shè)有微型電動機(jī)9、蓄電池19 (在本實(shí)施例中也可以直接使用外接電源)、線路板20。機(jī)殼頂板14中心設(shè)有通孔M，微型電動機(jī)9的電動機(jī)軸10穿過機(jī)殼頂板14中心的通孔24，電動機(jī)軸10外端部分為非圓形，線路板20上設(shè)有控制電路 22和電源調(diào)節(jié)分配電路21。機(jī)殼前壁3外部設(shè)有顯示器2和操作鍵盤1，機(jī)殼后壁16外部設(shè)有電源開關(guān)15和充電器插口 17，機(jī)殼頂板14外部設(shè)有光電計數(shù)器探頭4。本發(fā)明的裝置還包括圓形托盤6，圓形托盤6位于機(jī)箱25上方，圓形托盤6中心設(shè)有非圓形孔8 (例如，可以是方形孔)，微型電動機(jī)軸10插入該非圓形孔8，該圓形托盤6下方設(shè)有遮光片5。 圓形托盤6與機(jī)殼頂板14外部之間還設(shè)有多個均勻分布的支撐輪7，用于將圓形托盤6支撐在機(jī)殼頂板14上。該圓形托盤6上部靠近邊緣處設(shè)有均勻分布的多個伸縮式支撐桿13， 伸縮支撐桿13頂部設(shè)有可固定微型采樣頭12的固定架11，固定架11中設(shè)有微型采樣頭 12，微型采樣頭12設(shè)有進(jìn)氣口 30和出氣口 31，每個微型采樣頭12內(nèi)設(shè)置有用于過濾氣體中相應(yīng)顆粒的過濾裝置。伸縮支撐桿13底部設(shè)有能使伸縮式支撐桿13向內(nèi)折倒的軸23， 伸縮式支撐桿13由多節(jié)輕質(zhì)高強(qiáng)度的管狀材料組成，每節(jié)上設(shè)有多個定位穿孔27以及定位穿釘沈，用于選擇伸縮式支撐桿13的高度。本發(fā)明裝置的工作原理是氣體通過某處的流量等于該處的截面積乘以氣體的流速，例如截面積為1平方厘米，流速為500厘米/分鐘，那么流量為500立方厘米/分鐘， 即每分鐘500毫升。因?yàn)槲⑿筒蓸宇^進(jìn)氣口的截面積是固定的并且可以預(yù)先設(shè)定，所以可以利用相對運(yùn)動原理使微型采樣頭在氣體中移動并且控制其移動速度就可以達(dá)到所需要的流量。本發(fā)明的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置實(shí)施例的具體操作過程是將伸縮式支撐桿13豎起來，可以將每個伸縮式支撐桿13通過定位穿釘沈穿過不同的定位穿孔27 使每個伸縮式支撐桿13具有不同的高度，然后將微型采樣頭12固定在固定架11上，并且使每個微型采樣頭12的進(jìn)氣口 30 —端順著圓形托盤6旋轉(zhuǎn)的方向，安裝完成后，打開電源開關(guān)15，觀察顯示器2是否顯示電源電壓欠壓了，若顯示欠壓則需要充電，若不欠壓則通過按動操作鍵盤1以及觀察顯示器2來設(shè)置氣體采樣所需要的流量以及所需要采樣的時間， 設(shè)置完以后按操作鍵盤1上的啟動鍵，微型電動機(jī)9的電動機(jī)軸10開始轉(zhuǎn)動帶動圓形托盤 6轉(zhuǎn)動，圓形托盤6的轉(zhuǎn)動帶動了伸縮式支撐桿13的轉(zhuǎn)動從而帶動微型采樣頭12的轉(zhuǎn)動， 使微型采樣頭12在氣體中移動，其移動的速度是氣體進(jìn)入進(jìn)氣口 30的速度，該速度乘以進(jìn)氣口的面積就是氣體進(jìn)入微型采樣頭12的流量，在此過程中，光電計數(shù)器探頭4通過遮光片5就可以使控制電路22計算圓形托盤6轉(zhuǎn)動一圈所需的時間，并且因?yàn)槲⑿筒蓸宇^12 的進(jìn)氣口 30轉(zhuǎn)動一圈的距離是預(yù)先設(shè)置好的(例如轉(zhuǎn)動一圈移動的距離是100厘米)，而且進(jìn)氣口 30的面積也是預(yù)設(shè)的，所以控制電路22可以計算出氣體的流量，并把計算出的流量與啟動前設(shè)置的流量進(jìn)行比較，若計算出的流量與設(shè)置的流量值一樣則繼續(xù)保持送給微型電動機(jī)9的工作電壓，使微型電動機(jī)9的轉(zhuǎn)速會保持不變，這樣，實(shí)際氣體流量也就按照預(yù)先設(shè)置的進(jìn)行。若計算出的流量與預(yù)先設(shè)置的不同，則控制電路22調(diào)整送給微型電動機(jī) 9的工作電壓，直至計算出的流量與預(yù)先設(shè)置的數(shù)值一樣才停止調(diào)整，并保持相應(yīng)的工作電壓送給微型電動機(jī)9，使微型電動機(jī)9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22切斷微型電動機(jī)9的工作電壓使微型電動機(jī) 9停止工作。這樣采樣工作完成，關(guān)閉電源開關(guān)15。最后將每個微型采樣頭中的過濾裝置取出，分析其過濾出的顆粒。 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
1.一種具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，其特征在于，包括機(jī)箱(25)，其包括機(jī)殼前壁C3)、機(jī)殼后壁(16)、機(jī)殼左側(cè)壁08)、機(jī)殼右側(cè)壁09)、機(jī)殼頂板(14)以及機(jī)殼底板(18)，所述機(jī)殼頂板(14)設(shè)置有通孔04)；微型電動機(jī)(9)，其設(shè)置在所述機(jī)箱0 內(nèi)，所述微型電動機(jī)(9)的電動機(jī)軸(10)穿過所述通孔04)；圓形托盤(6)，其中心設(shè)置有非圓形孔(8)，所述電動機(jī)軸(10)穿過所述通孔(M)，其端部與所述非圓形孔⑶固定設(shè)置，并且所述圓形托盤(6)和所述機(jī)殼頂板(14)之間設(shè)置有多個支撐輪(7)，用于將所述圓形托盤支撐在所述機(jī)殼頂板(14)上；多個伸縮式支撐桿(13)，其均勻分布在所述圓形托盤(6)上部靠近邊緣處，每個伸縮式支撐桿(1 的頂部設(shè)置有固定架(11)，所述固定架(11)上設(shè)置有微型采樣頭(12)，所述微型采樣頭(1 具有進(jìn)氣口(30)和出氣口(31)并且水平設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，其特征在于，所述機(jī)箱 (25)內(nèi)設(shè)置有控制電路(22) 0
3.如權(quán)利要求2所述的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，其特征在于，所述機(jī)殼頂板(14)上設(shè)置有光電計數(shù)器探頭G)，所述圓形托盤(6)下方設(shè)置有遮光片(5)。
4.如權(quán)利要求3所述的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，其特征在于，所述伸縮式支撐桿(1 底部設(shè)置有軸03)。
5.如權(quán)利要求4所述的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，其特征在于，伸縮式支撐桿(1 上設(shè)置有定位穿孔(27)，所述定位穿孔、2Τ)內(nèi)設(shè)置有定位穿釘06)。
6.如權(quán)利要求5所述的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，其特征在于，所述機(jī)箱 (25)內(nèi)設(shè)置有蓄電池(19)。
7.如權(quán)利要求6所述的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，其特征在于，所述機(jī)箱 (25)內(nèi)設(shè)置有電源調(diào)節(jié)分配電路01)。
8.如權(quán)利要求7所述的具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置，其特征在于，所述機(jī)殼前壁(3)的外部設(shè)置有顯示器( 和操作鍵盤(1)。
9.一種對氣體進(jìn)行采樣的方法，其特征在于，包括步驟S1、將每個伸縮式支撐桿(13)設(shè)置為所需的不同的高度；S2、使每個微型采樣頭(1 的進(jìn)氣口(30)—端順著圓形托盤(6)旋轉(zhuǎn)的方向；S3、打開電源開關(guān)(15)，觀察顯示器(2)是否顯示電源電壓欠壓，若不欠壓則通過按動操作鍵盤(1)以及觀察顯示器(2)來設(shè)置氣體采樣所需要的流量以及所需要采樣的時間；S4、啟動微型電動機(jī)(9)，所述微型電動機(jī)的電動機(jī)軸(10)開始轉(zhuǎn)動帶動圓形托盤(6) 轉(zhuǎn)動，圓形托盤(6)的轉(zhuǎn)動帶動了伸縮式支撐桿(1 的轉(zhuǎn)動從而帶動微型采樣頭(12)的轉(zhuǎn)動，使微型采樣頭(1 在氣體中移動；S5、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02)切斷微型電動機(jī)(9) 的工作電壓使微型電動機(jī)(9)停止工作。
10.如權(quán)利要求9所述的對氣體進(jìn)行采樣的方法，其特征在于，在所述步驟S4中，在所述圓形托盤的轉(zhuǎn)動過程中，光電計數(shù)器探頭⑷通過遮光片(5)使控制電路02)計算圓形托盤(6)轉(zhuǎn)動一圈所需的時間，若計算出的流量與設(shè)置的流量值一樣則繼續(xù)保持送給微型電動機(jī)(9)的工作電壓，若計算出的流量與預(yù)先設(shè)置的不同，則控制電路02)調(diào)整送給微型電動機(jī)(9)的工作電壓，直至計算出的流量與預(yù)先設(shè)置的數(shù)值相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域，公開了一種具有微型采樣頭的氣體恒流采樣裝置及方法。該裝置包括機(jī)箱，機(jī)殼頂板設(shè)置有通孔；微型電動機(jī)，設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)，微型電動機(jī)的電動機(jī)軸穿過通孔；圓形托盤，其中心設(shè)置有非圓形孔，電動機(jī)軸穿過通孔，其端部與非圓形孔固定設(shè)置，并且圓形托盤和機(jī)殼頂板之間設(shè)置有多個支撐輪，用于將圓形托盤支撐在機(jī)殼頂板上；多個伸縮式支撐桿，其均勻分布在圓形托盤上部靠近邊緣處，每個伸縮式支撐桿的頂部設(shè)置有固定架，固定架上設(shè)置有微型采樣頭，微型采樣頭具有進(jìn)氣口和出氣口并且水平設(shè)置。本發(fā)明的裝置能夠快速有效的自動調(diào)節(jié)采氣的流量，始終保持啟動前就預(yù)置好的流量值，從而達(dá)到使多個微型采樣頭同時恒流采樣的目的。
文檔編號G01N1/22GK102297788SQ201110135028
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24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