一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，它包括采樣外管、采樣內(nèi)管、三通接頭、壓力傳感器和真空泵；采樣外管為一L形管，在L形管的垂直管與水平管的彎折處設(shè)置一垂直支口，在水平管的出口設(shè)置一水平支口；采樣內(nèi)管為一直管，其一端穿過垂直支口伸入采樣外管內(nèi)，另一端露在垂直支口的外面；三通接頭的三個接口分別連接采樣內(nèi)管、氣體分析儀器的氣流入口和壓力傳感器；所述壓力傳感器電連接真空泵；真空泵的氣流進(jìn)口連接采樣外管的水平支口，真空泵的氣流出口連通大氣。本發(fā)明能夠根據(jù)壓力的變化進(jìn)行實時反饋調(diào)節(jié)，使得局部采樣環(huán)境為常壓，以滿足常規(guī)大氣環(huán)境監(jiān)測儀器正常工作的需要。
【專利說明】一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體采樣裝置，特別是關(guān)于一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全世界海拔2000m以上的陸地面積約1980萬平方公里，約合兩倍的中國國土面積，這些高海拔地區(qū)主要分布于亞洲和南美。我國西部及西南部大部分地區(qū)海拔高達(dá)2000m以上，屬于高海拔地區(qū)。目前，全國環(huán)境空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀使得各省份均在提高大氣環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測水平，尤其是對PM2.5及其前體物的監(jiān)測。然而高海拔地區(qū)氣壓低、空氣密度小，其大氣環(huán)境狀況跟山地、丘陵、盆地、平原有顯著差別，常規(guī)環(huán)境監(jiān)測儀器若在這類地區(qū)直接使用會造成測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確甚至根本無法正常監(jiān)測。因此，全國范圍開展環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測需要在高海拔地區(qū)配置適用于低壓環(huán)境的采樣裝置，使得該類地區(qū)獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠、有代表性，能與其他地貌地區(qū)的監(jiān)測數(shù)據(jù)之間進(jìn)行有效比對。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，該裝置能夠根據(jù)壓力的變化進(jìn)行實時反饋調(diào)節(jié)，使得局部采樣環(huán)境為常壓，以滿足常規(guī)大氣環(huán)境監(jiān)測儀器正常工作的需要。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，它包括采樣外管、采樣內(nèi)管、三通接頭、壓力傳感器和真空泵；所述采樣外管為一 L形管，在L形管的垂直管與水平管的彎折處設(shè)置一垂直支口，在水平管的出口設(shè)置一水平支口 ；所述采樣內(nèi)管為一直管，其一端穿過所述垂直支口伸入所述采樣外管內(nèi)，另一端露在所述垂直支口的外面；所述三通接頭的三個接口分別連接所述采樣內(nèi)管、氣體分析儀器的氣流入口和所述壓力傳感器；所述壓力傳感器電連接所述真空泵；所述真空泵的氣流進(jìn)口連接所述采樣外管的水平支口，所述真空泵的氣流出口連通大氣。
[0005]本發(fā)明同一發(fā)明構(gòu)思的另一技術(shù)方案是在所述采樣外管的水平支口與所述真空泵的氣流進(jìn)口之間增設(shè)一流量控制閥，同時將所述壓力傳感器電連接所述流量控制閥，以通過調(diào)節(jié)流量控制閥的開度控制流量，而不是通過調(diào)節(jié)真空泵的轉(zhuǎn)速控制流量。
[0006]所述采樣外管與采樣內(nèi)管的連接采用一凹槽形接頭，所述采樣外管的垂直支口通過螺紋連接在所述凹槽形接頭的凹槽內(nèi)，且所述垂直支口的端部與所述凹槽形接頭之間設(shè)置有一 0型圈，所述采樣內(nèi)管密封穿過所述0型圈，插設(shè)在所述采樣外管中。
[0007]所述采樣外管采用玻璃材料，所述三通接頭和凹槽形接頭采用聚四氟乙烯材料。
[0008]所述采樣內(nèi)管伸入所述采樣外管的長度大于所述采樣外管內(nèi)徑的5倍。
[0009]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明通過在采樣內(nèi)管外設(shè)置采樣外管，制造了局部采樣環(huán)境，并通過壓力傳感器反饋調(diào)節(jié)采樣外管的氣流流量，使得采樣內(nèi)管的入口處局部壓力達(dá)到常壓，因此能夠通過常壓設(shè)備對低壓環(huán)境進(jìn)行采樣。2、本發(fā)明使用的采樣外管和采樣內(nèi)管均為玻璃材質(zhì)，對氣體的吸附性小，能最大限度地保證采集到的氣體樣本與大氣的組分和濃度具有一致性。3、本發(fā)明采用采樣外管支管對采樣內(nèi)管進(jìn)行固定，避免在采樣外管的內(nèi)外兩側(cè)使用固定支架，從而簡化了整套裝置的部件。4、本發(fā)明使用高靈敏度的壓力傳感器，不但使測量方案具有較高的靈敏度，而且使采樣裝置體積小、重量輕，便于攜帶、安裝和拆卸。本發(fā)明可以廣泛適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣過程中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的第一實施方案結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明的采樣外管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明的第二實施方案結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明的采樣外管與采用內(nèi)管連接示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]實施例1:
[0016]如圖1、圖2所示，本實施例包括采樣外管1、采樣內(nèi)管2、三通接頭3、壓力傳感器
4、流量控制閥5和真空泵6。
[0017]采樣外管I為一 L形管，L形管的垂直管與水平管的彎折處設(shè)置有一垂直支口 11(以圖紙所示方向)，在水平管的出口設(shè)置有一水平支口 12，采樣內(nèi)管2為一直管，其一端穿過垂直支口 11伸入采樣外管I內(nèi)接近垂直管1/2管長的位置，另一端露在垂直支口 11的外面。采樣內(nèi)管2與垂直支口 11的連接處采用密封連接，這樣可以保證采樣內(nèi)管2有較穩(wěn)定的局部米樣環(huán)境。
[0018]三通接頭3的第一接口連接采樣內(nèi)管2，第二個接口連接氣體分析儀器的氣流入口(圖中以虛線表示)，第三個接口連接壓力傳感器4，壓力傳感器4電連接流量控制閥5，流量控制閥5的氣流入口連接采樣外管I的水平支口 12。流量控制閥5的氣流出口連接真空泵6，真空泵5的氣流出口連通大氣。
[0019]為了保證是在穩(wěn)流的情況下取到有代表性的樣品，采樣內(nèi)管2伸入垂直支口11的長度達(dá)到采樣外管I內(nèi)徑的5倍以上為佳。
[0020]本實施例工作時，真空泵6啟動，外界低壓環(huán)境氣體被抽入采樣外管1，采樣外管I內(nèi)部形成局部采樣環(huán)境，采樣內(nèi)管2從該局部采樣環(huán)境中采集氣體樣本，壓力傳感器4可以測得采樣內(nèi)管2的氣體壓力，并將壓力信號反饋給流量控制閥5，流量控制閥5根據(jù)實時的壓力信號調(diào)節(jié)流量，直到壓力傳感器4從采樣內(nèi)管2處測得進(jìn)入氣體分析儀器的壓力為常壓數(shù)值。上述流量控制閥5根據(jù)實時的壓力信號對氣流的調(diào)節(jié)為常規(guī)技術(shù)，在此不再贅述。
[0021]實施例2:
[0022]如圖2所示，本實施例與前述實施例不同的是真空泵6的氣流入口直接連通采樣外管I的水平支口 12，壓力傳感器4電連接真空泵6，壓力傳感器4經(jīng)三通接頭測得采樣內(nèi)管2的氣體壓力后，將壓力信號反饋給真空泵6，并根據(jù)實時的壓力信號調(diào)節(jié)真空泵6的轉(zhuǎn)速，控制采樣流量，直到壓力傳感器4從采樣內(nèi)管2處測得的壓力為常壓數(shù)值。[0023]上述實施例中，采樣外管I可以采用玻璃材質(zhì)，管徑為20mm左右，其L型的長邊約400mm,短邊約100mm。采樣外管I支管的內(nèi)徑根據(jù)需要可加工為6.4mm或12.8mm (稍大于1/4英寸或1/2英寸)，支管外壁套螺旋扣，用于固定采樣內(nèi)管和連接后續(xù)組件。
[0024]上述實施例中，三通接頭3可以采用聚四氟乙烯材料或其它材料。
[0025]上述實施例中，采樣外管I和采樣內(nèi)管2的連接可以采用一種凹形接頭7 (如圖4所示)。采樣外管I的垂直支口 11通過螺紋與凹形接頭7連接，且垂直支口 11的端部與凹形接頭7之間設(shè)置有一 0型密封圈8，采樣內(nèi)管2穿過0型密封圈8，插設(shè)在采樣外管I中。凹形接頭7的材料為聚四氟乙烯。
[0026]本發(fā)明僅以上述實施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，它包括采樣外管、采樣內(nèi)管、三通接頭、壓力傳感器和真空泵； 所述采樣外管為一 L形管，在L形管的垂直管與水平管的彎折處設(shè)置一垂直支口，在水平管的出口設(shè)置一水平支口 ；所述采樣內(nèi)管為一直管，其一端穿過所述垂直支口伸入所述采樣外管內(nèi)，另一端露在所述垂直支口的外面；所述三通接頭的三個接口分別連接所述采樣內(nèi)管、氣體分析儀器的氣流入口和所述壓力傳感器；所述壓力傳感器電連接所述真空泵；所述真空泵的氣流進(jìn)口連接所述采樣外管的水平支口，所述真空泵的氣流出口連通大氣。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，所述采樣外管與采樣內(nèi)管的連接采用一凹槽形接頭，所述采樣外管的垂直支口通過螺紋連接在所述凹槽形接頭的凹槽內(nèi)，且所述垂直支口的端部與所述凹槽形接頭之間設(shè)置有一 O型圈，所述采樣內(nèi)管密封穿過所述O型圈，插設(shè)在所述采樣外管中。
3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，所述采樣外管采用玻璃材料，所述三通接頭采用聚四氟乙烯材料。
4.如權(quán)利要求2所述的一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，所述采樣外管采用玻璃材料，所述三通接頭和凹槽形接頭采用聚四氟乙烯材料。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，所述采樣內(nèi)管伸入所述采樣外管的長度大于所述采樣外管內(nèi)徑的5倍。
6.一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，它包括采樣外管、采樣內(nèi)管、三通接頭、壓力傳感器、流量控制閥和真空泵； 所述采樣外管為一 L形管，在L形管的垂直管與水平管的彎折處設(shè)置一垂直支口，在水平管的出口設(shè)置一水平支口 ；所述采樣內(nèi)管為一直管，其一端密封穿過所述垂直支口伸入所述采樣外管內(nèi)，另一端露在所述垂直支口的外面；所述三通接頭的三個接口分別連接所述采樣內(nèi)管、氣體分析儀器的氣流入口和所述壓力傳感器；所述壓力傳感器電連接所述流量控制閥；所述流量控制閥的氣流入口連接所述采樣外管的水平支口，所述流量控制閥的氣流出口連接所述真空泵的氣流入口，所述真空泵的氣流出口連通大氣。
7.如權(quán)利要求6所述的一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，所述采樣外管與采樣內(nèi)管的連接采用一凹槽形接頭，所述采樣外管的垂直支口通過螺紋連接在所述凹槽形接頭的凹槽內(nèi)，且所述垂直支口的端部與所述凹槽形接頭之間設(shè)置有一 O型圈，所述采樣內(nèi)管密封穿過所述O型圈，插設(shè)在所述采樣外管中。
8.如權(quán)利要求6所述的一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，所述采樣外管采用玻璃材料，所述三通接頭采用聚四氟乙烯材料。
9.如權(quán)利要求7所述的一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，所述采樣外管采用玻璃材料，所述三通接頭和凹槽形接頭采用聚四氟乙烯材料。
10.如權(quán)利要求6或7或8或9所述的一種適用于高海拔地區(qū)低壓環(huán)境的常壓采樣裝置，其特征在于，所述采樣內(nèi)管伸入所述采樣外管的長度大于所述采樣外管內(nèi)徑的5倍。
【文檔編號】G01N1/24GK103712833SQ201410026275
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】曾立民, 曹瑋, 許栩楠 申請人:北京大學(xué)