一種便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置，由進氣管、多路三通、吸附管、控制閥、流量控制器、抽氣泵、單片機等幾部分構(gòu)成。單片機設(shè)定的程序可控制抽氣泵的開與關(guān)、流量控制器的流量、控制閥上每個進氣孔的通與斷以及采樣時間。該自動采樣裝置上的所有部件都固定在一個小型手提機箱中，以便攜帶至野外采樣；另外，采樣時只有進氣管暴露在大氣中，不僅對采樣裝置有保護作用，而且可防止采集的活性化合物見光分解。與普通的大氣采樣器相比，該采樣裝置能更方便地完成分時段多個樣品的恒流采集，并且控制準(zhǔn)確、節(jié)省勞動力。
【專利說明】一種便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用程序控制能進行恒流量、連續(xù)、等時間間隔采樣的便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的不斷加快，大氣環(huán)境中揮發(fā)性有機物污染問題日趨嚴(yán)重，表現(xiàn)為其組成越來越復(fù)雜，濃度也呈大幅度上升的趨勢；另外，它們還是二次有機氣溶膠的前體物，因此它們在大氣環(huán)境中的濃度變化和分布規(guī)律受到廣泛關(guān)注。了解大氣環(huán)境中揮發(fā)性有機物的來源、區(qū)域變化、日變化或季節(jié)變化特征等，都需要在一個工作日周期內(nèi)對同一監(jiān)測點進行連續(xù)跟蹤檢測或每日固定時段檢測，這些樣品除了采樣時段不同外，其它條件應(yīng)完全相同。目前，國內(nèi)外使用的氣體采樣器可以進行一個工作日周期內(nèi)連續(xù)采樣，但需要采樣人員每隔一段時間進行一次采樣管的更換、定時、開啟和停止采樣泵、采樣管密封等操作，費時耗力；并且在采樣管的更換過程中不可避免地使采樣器的采樣方向、位置、采樣流量等發(fā)生變化，造成采樣誤差；另外，采樣點大多設(shè)在野外，尤其是晚上時段，給采樣人員帶來諸多不便。因此，設(shè)計一種能自動、連續(xù)、等時間間隔地采集大氣中揮發(fā)性有機物的采樣裝置是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有大氣樣品采集技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是要提供一種便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置，包括進氣管、多路三通、吸附管、控制閥、流量控制器、抽氣泵、供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述多路三通上有一個進氣孔和若干出氣孔，所述控制閥上有若干進氣孔和一個出氣孔；所述若干個吸附管的進氣口密閉連接在多路三通對應(yīng)的出氣孔上，所述若干個吸附管的出氣口密閉連接在控制閥對應(yīng)的進氣孔上；所述進氣管的一端暴露在大氣中，另一端與多路三通的進氣孔密閉連接；所述控制閥的出氣孔與流量控制器的進氣端密閉連接，所述流量控制器的出氣端與抽氣泵密閉連接；所述控制系統(tǒng)包括單片機、鍵盤和顯示器，所述控制閥、流量控制器、抽氣泵和供電系統(tǒng)均與單片機連接，由單片機設(shè)定的程序控制抽氣泵的開與關(guān)、流量控制器的流量和控制閥上每個進氣孔的通與斷及采樣時間。
[0005]所述進氣管的材料為聚四氟乙烯。
[0006]所述供電系統(tǒng)為長時續(xù)航的24V充電電池，便于無供電系統(tǒng)的野外采集。
[0007]本裝置還包括一個小型手提機箱，自動采樣裝置上的所有部件都固定在小型手提機箱中，以便攜帶至野外采樣；采樣時只有進氣管暴露在大氣中，小型手提機箱能夠防止采集的活性化合物見光分解。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步: 本發(fā)明裝置能夠進行恒流量、連續(xù)、等時間間隔采集的便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置，其系統(tǒng)密封性優(yōu)于其它采樣器；在采樣過程中，通過流量控制器對流速的有效控制，流速的穩(wěn)定性大大改善，使之更便捷、準(zhǔn)確地用于大氣中揮發(fā)性有機物的采集。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述的便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明所述的便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置的外觀圖。
[0011]圖3為本發(fā)明所述的便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置控制系統(tǒng)軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施例作進一步的說明。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明所述的自動采樣裝置主要由進氣管1、多路三通2、八個吸附管31、32、33、34、35、36、37、38、控制閥4、流量控制器5、抽氣泵6、供電系統(tǒng)8和控制系統(tǒng)組成，控制系統(tǒng)包括單片機7、鍵盤71和顯示器72。
[0014]本實施例的進氣管1，其材料均為聚四氟乙烯，對揮發(fā)性有機物的吸附性差。
[0015]本實施例的多路三通2，為多個三通組合。
[0016]本實施例的控制閥4，為多個直動型兩位三通閥組合，該閥的作用是切換和改變支氣路的流向，實現(xiàn)連續(xù)、等時間間隔采樣的目的。
[0017]本實施例的多路三通2主體上上有九個通孔，分別為一個進氣孔21與八個出氣孔21、22、23、24、25、26、27、28 ;控制閥4主體上九個通孔，分別為八個進氣孔41、42、43、44、45、46、47、48與一個出氣孔40 ;八個吸附管31、32、33、34、35、36、37、38的進氣口和出氣口分別連接在多路三通2中對應(yīng)的出氣孔上和控制閥4中對應(yīng)的進氣孔上并密閉。
[0018]本實施例進氣管I的一端暴露在大氣中，另一端與多路三通2的進氣孔21密閉連接。
[0019]本實施例流量控制器5的進氣端與控制閥4的出氣孔40密閉連接，出氣端與抽氣泵6密閉連接；其是用來測量和控制氣體流量的，已達到在進氣不均勻的情況下，實現(xiàn)恒流采集樣品的目的。
[0020]本實施例的自動采樣裝置，其抽氣泵6、流量控制器5和控制閥4均與單片機7連接。用單片機7設(shè)定的程序控制抽氣泵6的開與關(guān)、流量控制器5的流量、控制閥4上每個進氣孔的通與斷及采樣時間。
[0021]本實施例的供電系統(tǒng)8，為長時續(xù)航的24V充電電池，便于無供電系統(tǒng)的野外采集。
[0022]本實施例的吸附管為石英玻璃材質(zhì)，長度為80mm，內(nèi)徑為4mm，外徑為6mm，填料可為 Tenax TA 或 Chromosorb 吸附劑。
[0023]本實施例的自動采樣裝置在采樣時可以實現(xiàn)不同吸附管之間的切換，且一次設(shè)置可以實現(xiàn)8個吸附管的依次采樣。
[0024]如圖2所示，本實施例的自動采樣裝置上的所有部件都固定在一個小型手提機箱9中，以便攜帶至野外采樣；另外，采樣時只有進氣管I暴露在大氣中，不僅對采樣裝置有保護作用，而且可防止采集的活性化合物見光分解。
[0025]如圖3所示，本裝置的工作過程如下:
將吸附管3依次插入相應(yīng)多路三通2的出氣孔與控制閥4的進氣孔上并密閉，在單片機7的控制下，程序開始運行，數(shù)據(jù)初始化完畢后，單片機7控制控制閥4的進氣孔41打開，啟動抽氣泵6采集樣品，同時利用流量控制器5計算并控制采集流量50 mL mirT1，樣品采集Ih后，停止抽氣泵6，從而在吸附管31內(nèi)得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔41關(guān)閉，進氣孔42打開，啟動抽氣泵6采集樣品，同時利用流量控制器5計算并控制采集流量50mL min—1，樣品采集Ih后，停止抽氣泵6，從而在吸附管32內(nèi)得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔42關(guān)閉，進氣孔43打開，啟動抽氣泵6采集樣品，同時利用流量控制器5計算并控制采集流量50 mL mirT1，樣品采集I h后，停止抽氣泵6，從而在吸附管33內(nèi)得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔43關(guān)閉，進氣孔44打開，啟動抽氣泵6采集樣品，同時利用流量控制器5計算并控制采集流量50 mL min—1，樣品采集I h后，停止抽氣泵6，從而在吸附管34內(nèi)得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔44關(guān)閉，進氣孔45打開，啟動抽氣泵6采集樣品，同時利用流量控制器5計算并控制采集流量50 mL mirT1，樣品采集I h后，停止抽氣泵6，從而在吸附管35內(nèi)得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔45關(guān)閉，進氣孔46打開，啟動抽氣泵6采集樣品，同時利用流量控制器5計算并控制采集流量50 mLmin—1，樣品采集I h后，停止抽氣泵6，從而在吸附管36內(nèi)得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔46關(guān)閉，進氣孔47打開，啟動抽氣泵6采集樣品，同時利用流量控制器5計算并控制采集流量50 mL min—1，樣品采集I h后，停止抽氣泵6，從而在吸附管37內(nèi)得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔47關(guān)閉，進氣孔48打開，啟動抽氣泵6采集樣品，同時利用流量控制器5計算并控制采集流量50 mL min—1，樣品采集I h后，停止抽氣泵6，從而在吸附管38內(nèi)得到采集的樣品；最后，單片機7控制進氣孔48關(guān)閉，程序停止運行。8個吸附管所測得的各種揮發(fā)性有機物含量的不確定性小于3%，而常規(guī)采樣器由于采集流速波動導(dǎo)致不確定性通常在15%左右。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置，其特征在于，包括進氣管(I)、多路三通(2)、吸附管(3)、控制閥(4)、流量控制器(5)、抽氣泵(6)、供電系統(tǒng)(8)和控制系統(tǒng)；所述多路三通(2)上有一個進氣孔和若干出氣孔，所述控制閥(4)上有若干進氣孔和一個出氣孔；所述若干個吸附管(3 )的進氣口密閉連接在多路三通(2 )對應(yīng)的出氣孔上，所述若干個吸附管(3 )的出氣口密閉連接在控制閥(4 )對應(yīng)的進氣孔上；所述進氣管(I)的一端暴露在大氣中，另一端與多路三通(2)的進氣孔密閉連接；所述控制閥(4)的出氣孔與流量控制器(5)的進氣端密閉連接，所述流量控制器(5)的出氣端與抽氣泵(6)密閉連接；所述控制系統(tǒng)包括單片機(7)、鍵盤(71)和顯示器(72)，所述控制閥(4)、流量控制器(5)、抽氣泵(6)和供電系統(tǒng)(8)均與單片機(7)連接，由單片機(7)設(shè)定的程序控制抽氣泵(6)的開與關(guān)、流量控制器(5)的流量和控制閥(4)上每個進氣孔的通與斷及采樣時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置，其特征在于，所述進氣管(I)的材料為聚四氟乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置，其特征在于，所述供電系統(tǒng)(8)為長時續(xù)航的24V充電電池，便于無供電系統(tǒng)的野外采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大氣中揮發(fā)性有機物的自動采集裝置，其特征在于，還包括一個小型手提機箱(9)，自動采樣裝置上的所有部件都固定在小型手提機箱(9)中，以便攜帶至野外采樣；采樣時只有進氣管(I)暴露在大氣中，小型手提機箱(9 )能夠防止采集的活性化合物見光 分解。
【文檔編號】G01N1/24GK104020019SQ201410244191
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】曾翠平, 馮艷麗, 任青青, 王芳, 仇奕沁, 姜知明 申請人:上海大學(xué)