本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，進(jìn)一步涉及一種惡臭氣體自動(dòng)采樣裝置。

背景技術(shù)：

惡臭是大氣、水、廢棄物等物質(zhì)中的異味通過(guò)空氣介質(zhì)作用于人的嗅覺思維而被感知的一種嗅覺感知污染。惡臭氣體是指一切刺激嗅覺器官引起人們不偷快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)。惡臭氣體的種類很多，迄今為止，憑人的嗅覺即可感覺到的惡臭物質(zhì)有4 000多種，近幾年來(lái)，人們對(duì)各種異常氣味造成的不滿情緒和控告事件不斷增加。

大氣環(huán)境惡臭氣體采集多采用真空玻璃瓶現(xiàn)場(chǎng)采樣，或采用真空箱充氣袋的方式進(jìn)行。目前，真空箱采樣器大多為人工手動(dòng)操作進(jìn)行采樣，采樣過(guò)程需要采樣人員一直處在污染環(huán)境當(dāng)中，依靠采樣人員嗅覺辨別臭味產(chǎn)生，確定采樣時(shí)機(jī)，通過(guò)采樣器的負(fù)壓環(huán)境將氣體吸入采氣袋中。此種采樣方法存在以下弊端，1、當(dāng)采樣人員長(zhǎng)時(shí)間暴露于惡臭氣體環(huán)境中，人體本身嗅覺靈敏度會(huì)下降，對(duì)臭味的識(shí)別判斷變得不夠靈敏；2惡臭氣體本身為有毒有害氣體，人體長(zhǎng)時(shí)間吸入會(huì)引發(fā)頭暈、惡心，甚至其他的健康危害。

一種現(xiàn)有技術(shù)的采樣方式是利用采樣瓶采樣，采樣前先利用抽氣泵將采樣瓶抽成負(fù)壓狀態(tài)，然后用瓶塞塞緊，帶到污染源現(xiàn)場(chǎng)，依靠采樣人的嗅覺判斷采樣時(shí)機(jī)，當(dāng)臭味來(lái)時(shí)，打開瓶塞氣體靠負(fù)壓進(jìn)入采樣瓶，再蓋上瓶塞，完成一個(gè)樣品的采集。

但是，采樣瓶在運(yùn)輸過(guò)程中容易漏氣，造成真空度下降，甚至消失，帶到現(xiàn)場(chǎng)采樣瓶呈常壓狀態(tài)將無(wú)法采樣；另外采樣瓶體積龐大，玻璃材質(zhì)易碎，不便于攜帶；當(dāng)采樣人員長(zhǎng)時(shí)間暴露于惡臭氣體環(huán)境中時(shí)，人體本身嗅覺靈敏度會(huì)下降，對(duì)臭味的識(shí)別判斷變得不夠靈敏；惡臭氣體本身為有毒有害氣體，人體長(zhǎng)時(shí)間吸入會(huì)引發(fā)頭暈、惡心，甚至其他的健康危害。

另外一種現(xiàn)有技術(shù)的采樣方式是通過(guò)一臺(tái)真空采樣裝置控制，采樣袋置于真空箱內(nèi)，根據(jù)采樣人嗅覺判別采樣時(shí)機(jī)，當(dāng)惡臭氣體來(lái)時(shí)，手動(dòng)操作實(shí)施采樣。

然而，采樣人員需一直在采樣裝置附近，等待采樣時(shí)機(jī)，當(dāng)采樣人長(zhǎng)時(shí)間暴露于惡臭氣體環(huán)境中時(shí)，人體本身嗅覺靈敏度會(huì)下降，對(duì)臭味的識(shí)別判斷變得不夠靈敏；惡臭氣體本身為有毒有害氣體，人體長(zhǎng)時(shí)間吸入會(huì)引發(fā)頭暈、惡心，甚至其他的健康危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種惡臭氣體自動(dòng)采樣裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的至少一項(xiàng)技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種惡臭氣體自動(dòng)采樣裝置，包括密封箱、測(cè)量控制單元和氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元，其中，所述氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元包括濃度測(cè)量模塊和報(bào)警模塊，所述濃度測(cè)量模塊用于監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)的臭氣濃度，所述報(bào)警模塊用于在所述臭氣濃度超過(guò)設(shè)定的閾值濃度后向所述測(cè)量控制單元發(fā)送報(bào)警信號(hào)；所述密封箱內(nèi)設(shè)置有一收集采樣氣體的氣袋，所述氣袋開設(shè)有一氣袋氣嘴，所述氣袋氣嘴穿出所述密封箱進(jìn)一步連接至兩通電磁閥的一端，所述兩通電磁閥的另一端連接采樣入口；所述測(cè)量控制單元包括接收所述報(bào)警信號(hào)的監(jiān)測(cè)報(bào)警信號(hào)處理模塊、電磁閥控制模塊和采樣泵控制模塊，所述電磁閥控制模塊與所述兩通電磁閥電性連接以控制兩通電磁閥的開/關(guān)，所述采樣泵控制模塊用于控制所述采樣氣泵的啟動(dòng)/關(guān)閉。

優(yōu)選的，在所述密封箱內(nèi)部并且在氣袋外部具有一中間空間，密封箱上開設(shè)有一密封箱氣嘴，該密封箱氣嘴通過(guò)一三通管分別連接第一兩位三通電磁閥的進(jìn)氣口和第二兩位三通電磁閥的出氣口，第一兩位三通電磁閥和第二兩位三通電磁閥的公共端分別連接采樣氣泵的進(jìn)氣口和出氣口，第一兩位三通電磁閥的出氣口和第一兩位三通電磁閥的進(jìn)氣口與大氣連接，通過(guò)第一兩位三通電磁閥和第二兩位三通電磁閥控制真空箱連通采樣氣泵進(jìn)氣口或者出氣口以分別向所述中間空間吹氣或者吸氣；所述電磁閥控制模塊還連接所述第一兩位三通電磁閥和第二兩位三通電磁閥。

優(yōu)選的，所述進(jìn)氣口和出氣口均連接至采樣氣泵，通過(guò)采樣氣泵控制進(jìn)氣或者出氣。

優(yōu)選的，所述測(cè)量控制單元還包括遠(yuǎn)程控制處理模塊，該遠(yuǎn)程控制處理模塊用于與外部終端通信，以接收外部開始采集臭氣和結(jié)束采集臭氣的指令，控制所述電磁閥和采樣氣泵的開/關(guān)。

優(yōu)選的，采樣裝置還包括測(cè)量所述中間空間的壓力狀態(tài)的壓力傳感器，對(duì)應(yīng)的所述測(cè)量控制單元包括一壓力測(cè)量模塊，該壓力測(cè)量模塊與所述壓力傳感器電性連接，用以接收和處理所述壓力傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述報(bào)警模塊通過(guò)有線或者無(wú)線方式向所述測(cè)量控制單元發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

優(yōu)選的，采樣裝置還包括一支架，以支撐所述惡臭氣體自動(dòng)采樣裝置。

優(yōu)選的，所述密封箱材料為透明塑料材質(zhì)。

優(yōu)選的，所述測(cè)量控制單元集成于一片上系統(tǒng)。

優(yōu)選的，采樣裝置還包括操作顯示處理模塊，以設(shè)置工作參數(shù)、顯示模塊狀態(tài)或處理模塊相應(yīng)功能。

(三)有益效果

通過(guò)上述技術(shù)方案，可以看出本發(fā)明的惡臭氣體自動(dòng)采樣裝置相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：

(1)相比真空采樣瓶采集臭氣，本發(fā)明采用密封箱內(nèi)放置氣袋的方式，在氣袋內(nèi)儲(chǔ)存采樣氣體，避免了真空瓶在運(yùn)輸過(guò)程中漏氣，造成真空度下降，甚至消失，帶到現(xiàn)場(chǎng)采樣瓶呈常壓狀態(tài)將無(wú)法采樣，而且相比真空瓶采樣，本裝置避免干擾氣體混入，使采集到的樣品更具備代表性；而且相比真空瓶采樣瓶體積龐大，玻璃材質(zhì)易碎，不便于攜帶，本裝置體積小更便于攜帶。

(2)通過(guò)控制對(duì)密封箱和氣袋之間中間空間吹氣或者吸氣，控制氣袋采樣和排出氣體，控制采樣進(jìn)程；

(3)相比采樣人員長(zhǎng)時(shí)間暴露于惡臭氣體環(huán)境中采樣，引起人體本身嗅覺靈敏度會(huì)下降，對(duì)臭味的識(shí)別判斷變得不夠靈敏，及對(duì)人體的健康危害，本裝置通過(guò)報(bào)警信號(hào)處理模塊和遠(yuǎn)程信號(hào)處理模塊，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)氣體濃度設(shè)定臭氣傳感器自動(dòng)采樣限值，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，自動(dòng)采樣，既避免了人體在臭氣環(huán)境中引起的嗅疲勞，也避免了臭氣環(huán)境對(duì)人體的傷害；

(4)通過(guò)氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元中設(shè)定的閾值濃度發(fā)送報(bào)警信號(hào)，測(cè)量控制單元自動(dòng)控制密封箱進(jìn)行臭氣采樣，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例真空箱采樣器的外觀示意圖。

圖2是發(fā)明一實(shí)施例的惡臭氣體自動(dòng)采樣裝置的原理框圖。

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的惡臭氣體自動(dòng)采樣裝置的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)思，提供一種惡臭氣體自動(dòng)采樣裝置，包括密封箱、測(cè)量控制單元和氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元，所述氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元監(jiān)測(cè)環(huán)境中的臭氣濃度并向所述測(cè)量控制單元發(fā)送報(bào)警信號(hào)，測(cè)量控制單元具備接收及處理所述報(bào)警信號(hào)功能并可控制所述密封箱內(nèi)的氣袋完成臭氣采樣。

如圖2所示，惡臭氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元包括濃度測(cè)量模塊和報(bào)警模塊，所述濃度測(cè)量模塊用于監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)的臭氣濃度，所述報(bào)警模塊用于在所述臭氣濃度超過(guò)設(shè)定的閾值濃度時(shí)向所述測(cè)量控制單元發(fā)送報(bào)警信號(hào)。該惡臭氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元可選購(gòu)市場(chǎng)上已有的帶有報(bào)警信號(hào)輸出功能的惡臭氣體檢測(cè)儀，也可以自行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)臭氣濃度檢測(cè)并在超過(guò)設(shè)定的臭氣濃度時(shí)發(fā)送報(bào)警信號(hào)功能即可。該惡臭氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元在開機(jī)后需先設(shè)置需要監(jiān)測(cè)惡臭項(xiàng)目氣體的報(bào)警濃度值，設(shè)置完成報(bào)警濃度后啟動(dòng)儀器濃度監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)惡臭氣體濃度達(dá)到設(shè)定報(bào)警值后儀器進(jìn)行報(bào)警，并通知測(cè)量控制單元進(jìn)行后續(xù)采樣任務(wù)。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的惡臭氣體是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及破壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)。

惡臭氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元可以與測(cè)量控制單元和密封箱一體化設(shè)計(jì)，也可以分開設(shè)計(jì)，它們之間可以通過(guò)無(wú)線或者有線方式進(jìn)行通訊，以傳輸臭氣濃度超過(guò)閾值時(shí)的報(bào)警信號(hào)。氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警單元布置于待測(cè)環(huán)境空間中，可以通過(guò)遙控或者手動(dòng)等方式控制開關(guān)。測(cè)量控制單元和密封箱整合在一起可以作為獨(dú)立的真空箱采樣器使用。

根據(jù)GB14554-93(惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn))表1中規(guī)定8種控制項(xiàng)目設(shè)計(jì)惡臭氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警儀，配合真空箱氣袋采樣器使用，采樣人員可根據(jù)報(bào)警儀初步顯示氣體濃度結(jié)果，自行設(shè)置氣體濃度報(bào)警觸發(fā)值，當(dāng)氣體濃度超過(guò)觸發(fā)值后，惡臭氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警儀將報(bào)警信號(hào)傳遞給真空箱采樣器，真空箱采樣器會(huì)自動(dòng)判斷是否啟動(dòng)采樣或通過(guò)遠(yuǎn)程控制處理模塊將信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸給采樣人員，實(shí)現(xiàn)及時(shí)對(duì)惡臭氣體樣品自動(dòng)啟動(dòng)采樣或遠(yuǎn)程遙控啟動(dòng)采樣，有效避免了采樣人員長(zhǎng)時(shí)間暴露于污染現(xiàn)場(chǎng)造成人體傷害，也避免了人體嗅覺疲勞而影響對(duì)惡臭氣味濃度高低的判斷。

如圖1所示，密封箱以及測(cè)量控制單元可以集成于一真空箱采樣器中，以方便攜帶和實(shí)時(shí)采樣。

圖1一具體實(shí)施方式的真空箱采樣器的立體示意圖，包括底部的支架5，支架優(yōu)選為三角支架，支架的高度可以上下調(diào)節(jié)；還包括密封箱1，密封箱內(nèi)部設(shè)置有一收集采樣氣體的氣袋，所述氣袋開設(shè)有一氣袋氣嘴2，所述氣袋氣嘴穿出所述密封箱1進(jìn)一步連接至兩通電磁閥的一端，所述兩通電磁閥的另一端連接采樣入口(參見圖2所示)。采樣的氣袋氣嘴2可置于需采樣環(huán)境中。惡臭氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)到氣體濃度超過(guò)設(shè)定值后，真空箱采樣器啟動(dòng)氣體采集程序。采樣開始后，與密封箱內(nèi)的采樣氣袋氣嘴相連的兩通電磁閥處于開啟狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)氣袋與采樣臭氣的聯(lián)通，與密封箱另一氣嘴聯(lián)通的采樣氣路啟動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)臭氣的采集。當(dāng)采樣結(jié)束后關(guān)閉采樣氣袋氣嘴聯(lián)通的兩通電磁閥，密封保存氣體，防止臭氣泄漏，以便后續(xù)分析。

其中，所述密封箱1內(nèi)部同時(shí)在氣袋外部具有一中間空間，密封箱1上開設(shè)有一密封箱氣嘴，該密封箱氣嘴通過(guò)一個(gè)三通管分別與第一兩位三通電磁閥的進(jìn)氣口和第二三通電磁閥出氣口連接，第一兩位三通電磁閥和第二兩位三通的公共端分別連接采樣氣泵的進(jìn)氣口和出氣口，第一兩位三通電磁閥的出氣口和第一兩位三通電磁閥的進(jìn)氣口與大氣連接，通過(guò)電磁閥控制模塊對(duì)兩個(gè)兩位三通電磁閥的控制可以實(shí)現(xiàn)采樣氣泵的進(jìn)氣口和出氣口分別與密封箱的中間空間聯(lián)通，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)密封箱中間空間的吸氣和吹氣。在惡臭氣體濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)到氣體濃度超標(biāo)后，真空箱采樣器啟動(dòng)氣體采集程序，采樣氣泵啟動(dòng)抽氣，兩個(gè)兩位三通電磁閥切換氣路對(duì)密封箱內(nèi)的中間空間吹氣或吸氣，使密封箱內(nèi)產(chǎn)生正壓或負(fù)壓，使氣袋被動(dòng)排氣或抽氣完成采樣。采樣過(guò)程中通過(guò)壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)真空箱內(nèi)壓力，測(cè)量控制單元可人工設(shè)置采樣壓力限值，當(dāng)監(jiān)測(cè)到真空箱內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)控制采樣氣泵停止工作，同時(shí)與氣袋接嘴連接的兩通電磁閥關(guān)閉氣路，避免采集氣體泄漏，實(shí)現(xiàn)采樣過(guò)程的自動(dòng)判斷和控制。當(dāng)測(cè)量控制單元輸出吹氣信號(hào)時(shí)，兩個(gè)兩位三通電磁閥切換氣路連通方式使密封箱的中間空間與采樣氣泵出氣口聯(lián)通，此時(shí)采樣氣泵對(duì)密封箱吹氣使密封箱內(nèi)產(chǎn)生正壓，壓迫密封箱內(nèi)的采樣袋從而將采樣袋內(nèi)的氣體排出；當(dāng)測(cè)量控制單元輸出吹氣信號(hào)時(shí)，兩個(gè)兩位三通電磁閥切換氣路連通方式使密封箱的中間空間與采樣氣泵進(jìn)氣口聯(lián)通，此時(shí)采樣氣泵對(duì)密封箱吸氣，使密封箱產(chǎn)生負(fù)壓，從而被動(dòng)的使環(huán)境氣體壓入采樣氣袋中。樣品采樣過(guò)程中通過(guò)壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)密封箱內(nèi)壓力，壓力達(dá)到一定閾值后自動(dòng)切換氣路狀態(tài)實(shí)現(xiàn)抽氣和排氣功能。當(dāng)采樣將要結(jié)束時(shí)采集壓力達(dá)到設(shè)定采樣負(fù)壓值后關(guān)閉采樣袋氣嘴處電磁閥密封氣袋，然后停止采樣泵運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過(guò)遠(yuǎn)程控制處理模塊通知采樣人員采樣結(jié)束。

優(yōu)選的，所述密封箱材料為透明塑料材質(zhì)。

如圖2所示，所述測(cè)量控制單元還包括遠(yuǎn)程控制處理模塊，該遠(yuǎn)程控制處理模塊用于與外部終端通信，以接收外部臭氣采集啟動(dòng)和結(jié)束的指令，控制所述電磁閥的氣路切換。采樣人員可設(shè)定自動(dòng)采樣模式或者遠(yuǎn)程遙控采樣模式，在遠(yuǎn)程遙控采樣模式下，通過(guò)控制終端向該遠(yuǎn)程控制處理模塊發(fā)送采樣信號(hào)，使氣袋進(jìn)行采樣；在采樣完成后，系統(tǒng)自動(dòng)停止采樣，并通過(guò)遠(yuǎn)程控制處理模塊發(fā)出采樣結(jié)束信息到采樣人員控制終端告知采樣結(jié)束。

如圖2所示，測(cè)量控制單元包括所述監(jiān)測(cè)報(bào)警信號(hào)處理模塊、電磁閥控制模塊和采樣泵控制模塊，所述電磁閥控制模塊與所述兩通電磁閥和兩位三通電磁閥電性連接以控制氣路開關(guān)或切換，所述采樣泵控制模塊用于控制所述采樣氣泵的啟動(dòng)/關(guān)閉。

優(yōu)選的，測(cè)量控制單元還可以包括遠(yuǎn)程控制處理模塊，遠(yuǎn)程控制處理模塊用于與外部控制終端通信，以接收外部臭氣采集開始和結(jié)束的指令，控制所述電磁閥的開關(guān)或切換。

優(yōu)選的，測(cè)量控制單元包括一壓力測(cè)量模塊，該壓力測(cè)量模塊與所述壓力傳感器電性連接，用以接收和處理所述壓力傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，測(cè)量控制單元包括操作顯示處理模塊，與測(cè)量控制單元的其它模塊連接，以設(shè)置儀器工作參數(shù)并顯示其它模塊狀態(tài)或處理其它模塊相應(yīng)功能。對(duì)應(yīng)的在外部具有一可以顯示和操作的主機(jī)操作屏3。

本實(shí)施例中，測(cè)量控制單元的各功能模塊可以都集成于一片上系統(tǒng)中。

如圖3所示，為該采樣裝置典型的工作流程圖。

首先在工作時(shí)，將儀器開機(jī)，然后可以設(shè)置儀器進(jìn)行氣袋清洗，然后通過(guò)監(jiān)測(cè)報(bào)警信號(hào)處理模塊對(duì)濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警信號(hào)處理，監(jiān)測(cè)濃度是否超過(guò)設(shè)定閾值，如果否繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果超標(biāo)，則通過(guò)測(cè)量控制單元自動(dòng)控制電磁閥和采樣氣泵工作，進(jìn)行臭氣采樣。當(dāng)樣品采樣完成，關(guān)閉電磁閥密封氣袋，短信遠(yuǎn)程通知采樣工程師，結(jié)束采樣。

另外一種工作模式是，通過(guò)控制終端發(fā)送啟動(dòng)采樣信號(hào)到遠(yuǎn)程控制處理模塊開始進(jìn)行樣品采集，系統(tǒng)自動(dòng)判斷采樣完成并結(jié)束采樣。

通過(guò)上述內(nèi)容，介紹了一種間接式智能自動(dòng)化惡臭氣體采樣設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)惡臭氣體現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)識(shí)別采樣，解決傳統(tǒng)方法依靠人工嗅覺辨別臭氣濃度、實(shí)施手工采樣帶來(lái)的嗅覺疲勞從而造成嗅覺靈敏度下降，導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)采樣最佳時(shí)機(jī)等問題，同時(shí)也避免了采樣人一直處在有毒有害氣體環(huán)境當(dāng)中潛在的人身健康危險(xiǎn)。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。