本發(fā)明涉及一種大氣采樣裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種安全的、防止自燃的具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備。

背景技術(shù)：

大氣采樣是采集大氣中污染物樣品或受污染空氣樣品的過程?，F(xiàn)場采樣方法有兩類：一類是使大量空氣通過液體吸收劑或固體吸附劑，將大氣中濃度較低的污染物富集起來，如抽氣法、濾膜法。另一類是用容器(玻璃瓶、塑料袋等)采集含有污染物的空氣。前者測得的是采樣時(shí)間內(nèi)大氣中污染物的平均濃度；后者測得的是瞬時(shí)濃度或短時(shí)間內(nèi)的平均濃度。采樣的方式應(yīng)根據(jù)采樣的目的和現(xiàn)場情況而定。所采樣品應(yīng)有代表性。采樣效率要高，操作務(wù)求簡便，并便于進(jìn)行隨后的分析測定，以獲得可靠的大氣污染的基本數(shù)據(jù)。采集大氣中污染物的樣品或受污染空氣的樣品，以期獲得大氣污染的基本數(shù)據(jù)。

大氣采樣是大氣環(huán)境監(jiān)測的重要步驟，對于監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性關(guān)系極大。采集大氣樣品的方法，主要有兩類:一類是使大量空氣通過液體吸收劑或固體吸附劑,以吸收或阻留污染物，把原來大氣中濃度較低的污染物富集起來，如抽氣法、濾膜法。用這類方法測得的結(jié)果是采樣時(shí)間內(nèi)大氣中污染物的平均濃度。另一類是用容器(玻璃瓶、塑料袋、橡皮球膽、注射器等)采集含有污染物的空氣。這類方法適用于下述情況：大氣中污染物的濃度較高；或測定方法的靈敏度較高；不易被液體吸收劑吸收或固體吸附劑吸附的污染氣體和蒸汽。用此法測得的結(jié)果為大氣中污染物的瞬時(shí)濃度或短時(shí)間內(nèi)的平均濃度。此外，還有低溫冷凍法，可用于采集揮發(fā)性氣體和蒸汽，如烷基鉛。采樣器中的液體吸收劑主要用于吸收氣態(tài)和蒸汽態(tài)物質(zhì)。常用的吸收劑有：水、化合物水溶液、有機(jī)溶劑等。吸收劑必須能與污染物發(fā)生快速的化學(xué)反應(yīng)或能把污染物迅速地溶解，并便于進(jìn)行分析操作。例如空氣中的氟化氫、氯化氫可用水作為吸收劑；二氧化硫可用四氯汞鈉作為吸收劑；甲拌磷(3911)、內(nèi)吸磷(1059)等有機(jī)磷農(nóng)藥可用5％甲醇作為吸收劑等。固體吸附劑有顆粒狀吸附劑和纖維狀吸附劑兩種。常用的顆粒狀吸附劑有硅膠、素陶瓷等，用于氣態(tài)、蒸汽態(tài)和顆粒物的采樣。纖維狀吸附劑有濾紙、濾膜、脫脂棉、玻璃棉等，吸附作用主要是物理性的阻留，用于采集顆粒物。有時(shí)吸附劑先用某種化學(xué)試劑浸漬處理，使污染物同它發(fā)生化學(xué)作用而被吸附，主要用于采集氣態(tài)或蒸汽態(tài)污染物。

大氣采樣要根據(jù)采樣的目的和現(xiàn)場情況，選擇合適的采樣方式。如連續(xù)或瞬時(shí)采樣，在地面定點(diǎn)采樣或流動(dòng)采樣,用氣球、飛機(jī)進(jìn)行空中采樣,以及環(huán)境采樣、室內(nèi)采樣和污染源采樣等。采樣目的和采樣方式不同，所用的采樣方法和采樣器也有所不同。如煙囪內(nèi)顆粒物采樣，可根據(jù)煙囪形狀、高度，選定適當(dāng)位置打孔，把采樣器的收集器伸入孔內(nèi)，用等動(dòng)力速度抽氣采集。這種方法稱為等動(dòng)力采樣法。

大氣采樣所采集的樣品應(yīng)具有代表性。采樣的效率要高，操作務(wù)求簡便，并便于進(jìn)行隨后的化學(xué)分析測定。影響樣品的代表性的因素有采樣器和吸收劑的效率，采樣點(diǎn)的位置和采樣器對氣流的干擾等。

近年來，大氣采樣技術(shù)正逐漸與分析測試技術(shù)結(jié)合起來，構(gòu)成一種能夠連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行采樣、分析測定、記錄所測結(jié)果的裝置。這種裝置可直接進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，稱為監(jiān)測分析儀。

大氣采樣器對于空氣以及環(huán)境中有害氣體的檢測起到了很好的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大氣采樣器也是不斷推出新品，如：智能型大氣采樣器、防爆大氣采樣器、雙氣路大氣采樣器等等產(chǎn)品，大大豐富了大氣采樣器的分類。

然而，大氣采樣器在采樣過程中，設(shè)備發(fā)生自自燃現(xiàn)象的情況不在少數(shù)，如果設(shè)備發(fā)生自燃現(xiàn)象，則不單造成采樣失敗，還給設(shè)備本身帶來毀滅性的損壞，更有甚者還造成更大的火災(zāi)事故，后果不堪設(shè)想。采樣設(shè)備發(fā)生自燃現(xiàn)象很多由于加熱裝置溫度過高造成的，因此有必要為防止加熱裝置溫度過高而引起自燃，設(shè)計(jì)一種具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種安全的、防止自燃的具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：提供一種具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備，包括：

用于存儲(chǔ)吸收瓶的可密封的存儲(chǔ)艙，所述存儲(chǔ)艙內(nèi)部設(shè)置有若干用于放置吸收瓶的圓筒，還設(shè)有用于連接外界氣源與所述吸收瓶的氣嘴；

對所述吸收瓶進(jìn)行加熱的加熱裝置，所述加熱裝置設(shè)置在所述圓筒內(nèi)部；

還包括保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置包括：雙金屬片、推桿、推桿支架、彈片、動(dòng)觸點(diǎn)及定觸點(diǎn)，所述推桿限制在所述推桿支架內(nèi)的導(dǎo)向孔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，所述彈片的固定端被固定而自由端與所述動(dòng)觸點(diǎn)連接，所述動(dòng)觸點(diǎn)與所述定觸點(diǎn)在常態(tài)下是由于所述彈片的彈力而相連接的，而所述加熱裝置的加熱電路回路經(jīng)過所述雙金屬片、動(dòng)觸點(diǎn)和定觸點(diǎn)，當(dāng)經(jīng)過所述雙金屬片的電流超過設(shè)定值時(shí)，由于所述雙金屬片各組元層的熱膨脹系數(shù)不同而發(fā)生形變，所述雙金屬片發(fā)生形變而推動(dòng)所述推桿向下運(yùn)動(dòng)并頂?shù)剿鰪椘淖杂啥?，并將所述?dòng)觸點(diǎn)與所述定觸點(diǎn)分離，而使所述加熱裝置的加熱電路回路斷路；

還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與所述加熱裝置連接，并用于控制所述加熱裝置的加熱功率，此外所述控制系統(tǒng)還用于判斷在設(shè)定的時(shí)間T的范圍內(nèi)若所述加熱電路回路斷路的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)N，則所述控制系統(tǒng)降低所述加熱裝置的加熱功率。

還包括脈沖調(diào)制單元及功率單元，所述控制系統(tǒng)內(nèi)置有PID調(diào)節(jié)單元，所述控制系統(tǒng)通過所述PID調(diào)節(jié)單元、脈沖調(diào)制單元及功率單元與所述加熱裝置連接。

還包括溫度傳感單元、阻尼抗擾單元，所述控制系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)有數(shù)字濾波單元，所述溫度傳感單元設(shè)于所述圓筒內(nèi)，并通過所述阻尼抗擾單元及所述數(shù)字濾波單元與所述控制系統(tǒng)連接。

所述控制系統(tǒng)還用于對所述加熱電路回路斷路的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所述控制系統(tǒng)還連接有遠(yuǎn)程通信模塊，所述控制系統(tǒng)將所述加熱電路回路斷路的次數(shù)、所述加熱裝置的加熱功率、所述溫度傳感單元所檢測到的溫度信息通過所述遠(yuǎn)程通信模塊發(fā)送給遠(yuǎn)程終端。

還包括制冷裝置，所述制冷裝置包括用銅管連通的壓縮機(jī)、冷凝器及蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器設(shè)置在所述存儲(chǔ)艙內(nèi)部對所述存儲(chǔ)艙進(jìn)行制冷。

所述蒸發(fā)器為柔性銅管，且纏繞圓筒的內(nèi)壁設(shè)置在所述圓筒內(nèi)部。

所述保護(hù)裝置還包括金屬殼體，所述金屬殼體包括金屬上殼體和金屬下殼體，所述推桿支架固定在所述金屬上殼體內(nèi)，且所述金屬上殼體的上表面貼緊所述圓筒的下表面，所述雙金屬片設(shè)于所述金屬上殼體的下表面與所述推桿上端之間，所述彈片的固定端固定在所述金屬下殼體的底部，所述定觸點(diǎn)固定在所述推桿支架上。

所述圓筒的下表面設(shè)有一底座，所述金屬上殼體的上表面貼緊所述底座的下表面。

所述底座為矩形狀，且所述底座及所述金屬上殼體均設(shè)有螺紋孔，通過螺栓與所述螺紋孔配合，將所述金屬上殼體緊密地貼緊所述底座。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在本發(fā)明具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備中，由于具有所述保護(hù)裝置，因此如果是電壓、電流等因素造成所述圓筒的瞬間溫度高于設(shè)定值時(shí)，所述雙金屬片由于其特有的物理性能而立即發(fā)生形變而推動(dòng)所述推桿向下運(yùn)動(dòng)并頂?shù)剿鰪椘淖杂啥?，并將所述?dòng)觸點(diǎn)與所述定觸點(diǎn)分離，而使所述加熱裝置的加熱電路回路斷路。本發(fā)明的巧妙之處是靈活地運(yùn)用了所述雙金屬片的受熱變形的特點(diǎn)，使得所述加熱裝置的加熱電路回路斷路，而當(dāng)所述雙金屬片的溫度降低之后，其彈性形變變小，且由于所述彈片的彈力，使得所述動(dòng)觸點(diǎn)與所述定觸點(diǎn)重新連接在一起，使得所述加熱裝置繼續(xù)工作，而由于所述加熱裝置經(jīng)歷短暫的斷路之后重新恢復(fù)工作，不會(huì)對所述圓筒內(nèi)的溫度造成很大的波動(dòng)，而如果所述保護(hù)裝置如果頻繁地啟動(dòng)保護(hù)工作，所述控制系統(tǒng)則重新設(shè)定所述加熱裝置的加熱功率，使其在安全的溫度范圍內(nèi)工作，且所述控制系統(tǒng)還連接遠(yuǎn)程通信模塊，可將所述加熱電路回路斷路的次數(shù)、所述加熱裝置的加熱功率、所述溫度傳感單元所檢測到的溫度信息通過所述遠(yuǎn)程通信模塊發(fā)送給遠(yuǎn)程終端，持有遠(yuǎn)程終端的工作人員則可以隨時(shí)掌握設(shè)備的工作情況。

通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為如圖1所示的具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備的爆炸圖。

圖3為如圖1所示的具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備的模塊示意圖。

圖4為如圖1所示的具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備的圓筒的結(jié)構(gòu)視圖。

圖5為如圖1所示的具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備的電路原理模塊圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。如上所述，如圖1-5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備100，包括：

用于存儲(chǔ)吸收瓶2的可密封的存儲(chǔ)艙1，所述存儲(chǔ)艙1內(nèi)部設(shè)置有十個(gè)用于放置吸收瓶2的圓筒3，還設(shè)有用于連接外界氣源與所述吸收瓶2的氣嘴4；

對所述吸收瓶2進(jìn)行加熱的加熱裝置5，所述加熱裝置5設(shè)置在所述圓筒3內(nèi)部；

此外，還包括保護(hù)裝置6，所述保護(hù)裝置6包括：雙金屬片7、推桿8、推桿支架9、彈片10、動(dòng)觸點(diǎn)11及定觸點(diǎn)12，所述推桿8限制在所述推桿支架9內(nèi)的導(dǎo)向孔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，所述彈片10的固定端被固定而自由端與所述動(dòng)觸點(diǎn)11連接，所述動(dòng)觸點(diǎn)11與所述定觸點(diǎn)12在常態(tài)下是由于所述彈片10的彈力而相連接的，而所述加熱裝置5的加熱電路回路經(jīng)過所述雙金屬片7、動(dòng)觸點(diǎn)11和定觸點(diǎn)12，當(dāng)經(jīng)過所述雙金屬片7的電流超過設(shè)定值時(shí)，由于所述雙金屬片7的特有的物理性質(zhì)即是所述雙金屬片各組元層的熱膨脹系數(shù)不同而發(fā)生形變，，所述雙金屬片7發(fā)生形變而推動(dòng)所述推桿8向下運(yùn)動(dòng)并頂?shù)剿鰪椘?0的自由端，并將所述動(dòng)觸點(diǎn)11與所述定觸點(diǎn)12分離，而使所述加熱裝置5的加熱電路回路斷路，而當(dāng)所述加熱裝置5的加熱電路回路一旦發(fā)生斷路，所述雙金屬片7的溫度回落而由于所述彈片10具有彈性的緣故，所述動(dòng)觸點(diǎn)11與所述定觸點(diǎn)12重新連接，而所述加熱裝置5的加熱電路回路重新通路，設(shè)備會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)工作，而所述圓筒3內(nèi)的溫度也不會(huì)有很大的波動(dòng)；

需要說明的是，所述雙金屬片7發(fā)生形變的溫度是可以通過對所述雙金屬片7的材料的成份進(jìn)行試驗(yàn)和選擇得到的。

還包括控制系統(tǒng)40，所述控制系統(tǒng)40與所述加熱裝置5連接，并用于控制所述加熱裝置5的加熱功率，此外所述控制系統(tǒng)40還用于判斷在設(shè)定的時(shí)間T的范圍內(nèi)若所述加熱電路回路斷路的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)N，則所述控制系統(tǒng)40降低所述加熱裝置5的加熱功率。示例性地，在設(shè)定的時(shí)間60秒中內(nèi)，若所述加熱回路斷路的次數(shù)達(dá)到3次，則所述控制系統(tǒng)40降低所述加熱裝置的加熱功率0.5-5瓦。

如圖5所示，還包括脈沖調(diào)制單元41及功率單元44，所述控制系統(tǒng)40內(nèi)置有PID調(diào)節(jié)單元42，所述控制系統(tǒng)40通過所述PID調(diào)節(jié)單元42、脈沖調(diào)制單元41及功率單元44與所述加熱裝置5連接。具體地，所述脈沖調(diào)制單元41還包括脈沖寬度調(diào)制單元410和脈沖頻率調(diào)制單元411，所述PID調(diào)節(jié)單元42通過所述脈沖寬度調(diào)制單元410和脈沖頻率調(diào)制單元411與所述功率單元44連接。

如圖5所示，還包括溫度傳感單元461、阻尼抗擾單元462，所述控制系統(tǒng)40內(nèi)還設(shè)有數(shù)字濾波單元463，所述溫度傳感單元461設(shè)于所述圓筒3內(nèi)，并通過所述阻尼抗擾單元462及所述數(shù)字濾波單元463與所述控制系統(tǒng)40連接。具體地，所述阻尼抗擾單元462內(nèi)包括有阻抗匹配單元4621和差分抗擾傳輸單元4622。通過所述阻抗匹配單元462能夠使所述溫度傳感單元461所檢測到的溫度信息進(jìn)行阻抗匹配，而所述差分抗擾傳輸單元4622能夠增強(qiáng)在傳輸過程中的抗干擾能力。

一個(gè)實(shí)施例中，所述控制系統(tǒng)40還用于對所述加熱電路回路斷路的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所述控制系統(tǒng)40還連接有遠(yuǎn)程通信模塊50，所述控制系統(tǒng)40將所述加熱電路回路斷路的次數(shù)、所述加熱裝置5的加熱功率、所述溫度傳感單元461所檢測到的溫度信息通過所述遠(yuǎn)程通信模塊50發(fā)送給遠(yuǎn)程終端，持有遠(yuǎn)程終端的工作人員則可以隨時(shí)掌握設(shè)備的工作情況。

一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，還包括制冷裝置，所述制冷裝置包括用銅管連通的壓縮機(jī)13、冷凝器14及蒸發(fā)器15，所述蒸發(fā)器15設(shè)置在所述存儲(chǔ)艙1內(nèi)部對所述存儲(chǔ)艙1進(jìn)行制冷。

具體地，如上述實(shí)施例中，所述蒸發(fā)器15為柔性銅管，且纏繞圓筒3的內(nèi)壁設(shè)置在所述圓筒3內(nèi)部。

一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，所述保護(hù)裝置6還包括金屬殼體，所述金屬殼體包括金屬上殼體16和金屬下殼體17，所述推桿支架9固定在所述金屬上殼體16內(nèi)，且所述金屬上殼體16的上表面貼緊所述圓筒3的下表面，所述雙金屬片7設(shè)于所述金屬上殼體16的下表面與所述推桿8上端之間，所述彈片10的固定端固定在所述金屬下殼體17的底部，所述定觸點(diǎn)12固定在所述推桿支架9上。

一個(gè)實(shí)施例中，如圖3、4所示，所述圓筒3的下表面設(shè)有一底座31，所述金屬上殼體16的上表面貼緊所述底座31的下表面。所述底座31與所述圓筒3為可拆卸連接結(jié)構(gòu)，且所述底座31為導(dǎo)熱性能良好的金屬制成。

如上述實(shí)施例中，所述底座31為矩形狀，且所述底座31及所述金屬上殼體16均設(shè)有螺紋孔，通過螺栓與所述螺紋孔配合，將所述金屬上殼體16緊密地貼緊所述底座。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)合圖1-4，由于在本發(fā)明具有過流過熱保護(hù)功能的大氣采樣設(shè)備100中，由于具有所述保護(hù)裝置6，因此如果是電壓、電流等因素造成所述圓筒3的瞬間溫度高于設(shè)定值時(shí)，所述雙金屬片7由于其特有的物理性能而立即發(fā)生形變而推動(dòng)所述推桿8向下運(yùn)動(dòng)并頂?shù)剿鰪椘?0的自由端，并將所述動(dòng)觸點(diǎn)11與所述定觸點(diǎn)12分離，而使所述加熱裝置5的加熱電路回路斷路。本發(fā)明的巧妙之處是靈活地運(yùn)用了所述雙金屬片7的受熱變形的特點(diǎn)，使得所述加熱裝置5的加熱電路回路斷路，而當(dāng)所述雙金屬片7的溫度降低之后，其彈性形變變小，且由于所述彈片10的彈力，使得所述動(dòng)觸點(diǎn)11與所述定觸點(diǎn)12重新連接在一起，使得所述加熱裝置5繼續(xù)工作，而由于所述加熱裝置5經(jīng)歷短暫的斷路之后重新恢復(fù)工作，不會(huì)對所述圓筒3內(nèi)的溫度造成很大的波動(dòng)，而如果所述保護(hù)裝置6如果頻繁地啟動(dòng)保護(hù)工作，所述控制系統(tǒng)40則重新設(shè)定所述加熱裝置5的加熱功率，使其在安全的溫度范圍內(nèi)工作，且所述控制系統(tǒng)40還連接遠(yuǎn)程通信模塊50，可將所述加熱電路回路斷路的次數(shù)、所述加熱裝置5的加熱功率、所述溫度傳感單元461所檢測到的溫度信息通過所述遠(yuǎn)程通信模塊50發(fā)送給遠(yuǎn)程終端，持有遠(yuǎn)程終端的工作人員則可以隨時(shí)掌握設(shè)備的工作情況。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。