專利名稱：恒流氣體采樣裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及氣體采樣器領域，尤其涉及一種恒流氣體采樣裝置及方法。
背景技術：
大氣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，達到定量采集大氣中氣態(tài)或蒸氣樣品，以便用于分析其中的有害成分?，F(xiàn)有大氣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。現(xiàn)有大氣采樣器存在的不足之處主要為1、采樣器的隔膜泵或流量調(diào)節(jié)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；2、氣體流量難以自動調(diào)節(jié)，需人為操作調(diào)節(jié)流量，誤差較大；3、隔膜泵、緩沖瓶及溫度控制裝置導致采樣器價格昂貴、體積較大、不便于攜帶，4、隔膜泵的使用導致氣體流動方式是一股一股的，而非連續(xù)流動，最終導致在總的時間積累下，總流量是不準確的；5、隔膜泵引起的噪聲大。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種恒流氣體采樣裝置及方法，使氣體能夠連續(xù)流動，并能快速有效的自動調(diào)節(jié)流量，始終保持啟動前就預先設置好的流量。并且減小體積、降低成本、降低噪聲。( 二 )技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種恒流氣體采樣裝置，包括筒身，其內(nèi)具有筒身空間，所述筒身空間內(nèi)設置有帶有氣體流量傳感器進氣口和氣體流量傳感器出氣口的氣體流量傳感器，所述筒身的前端設置有使所述氣體流量傳感器進氣口與所述筒身外部連通的氣嘴，腔體，其包括腔體前壁、腔體側(cè)壁和腔體后壁，所述腔體前壁設置有腔體前壁氣孔，使得所述氣體流量傳感器出氣口與所述腔體的內(nèi)部連通，所述腔體的內(nèi)部靠前部分設置有風扇，所述腔體后壁上設置有散熱窗。其中，所述腔體側(cè)壁上設置有控制電路和電壓調(diào)節(jié)分配電路，用于控制所述風扇， 所述電路上設置有操作鍵盤。其中，所述筒身空間的前端還設置有筒身氣孔，所述氣嘴和所述筒身氣孔連通，所述氣體流量傳感器進氣口穿過所述筒身氣孔。其中，所述筒身的后端設置有多個插槽，所述腔體前壁上設置有與所述插槽配合的多個插銷。其中，所述腔體后壁通過多個螺釘固定在所述腔體側(cè)壁上。其中，所述腔體側(cè)壁上設置有電池倉，其內(nèi)設置有蓄電池，所述腔體后壁上設置有電源開關。一種使用上述恒流氣體采樣裝置的方法，包括步驟
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Si、將氣體收集器接入氣嘴，通過操作鍵盤設置氣體流量及采樣時間，完成設置后啟動氣體采樣裝置；S2、風扇開始轉(zhuǎn)動將腔體內(nèi)的氣體通過散熱窗排出，腔體靠前部分產(chǎn)生負壓，在大氣壓力作用下，氣體通過所述氣體收集器從所述氣嘴進入氣體流量傳感器，再從所述氣體流量傳感器進入所述腔體內(nèi)部，最后通過所述風扇從所述散熱窗排出；S3、當運行時間達到設置的采樣時間時，所述控制電路切斷所述風扇的工作電壓
使其停止工作。其中，在步驟S2中還包括在所述風扇的轉(zhuǎn)動過程中，所述氣體流量傳感器產(chǎn)生與當前氣體流量大小成正比的電信號并輸入控制電路，所述控制電路對輸入的電信號進行判斷，若輸入的電信號與所設置的氣體流量的相應值相同則繼續(xù)保持所述風扇的工作電壓，若輸入的電信號與所設置的氣體流量的相應值不同，則所述控制電路調(diào)整風扇的工作電壓，直至當前的氣體流量與所設置的氣體流量相同。(三)有益效果本發(fā)明的上述技術方案具有如下優(yōu)點通過使用風扇并利用控制電路和電壓調(diào)節(jié)分配電路，使得氣體可以連續(xù)流動并且流量恒定，從而使采樣裝置的精確度更高并且操作方便。通過不使用緩沖瓶、溫度控制裝置、流量計等，使得成本降低、體積減小。通過不使用隔膜泵，腔體用隔聲材料制成使得噪聲降低。


圖1為本發(fā)明的恒流氣體采樣裝置實施例的結(jié)構示意圖。其中，1 氣嘴；2 筒身；3 插槽；4 插銷；5 氣體流量傳感器進氣口 ；6 氣體流量傳感器；7 氣體流量傳感器出氣口 ；8 腔體前壁；9 腔體；10 風扇；11 腔體側(cè)壁；12 線路板；13 控制電路；14 操作鍵盤；15 顯示器；16 電壓調(diào)節(jié)分配電路；17 電池倉；18 蓄電池；19 電池倉蓋；20 螺釘；21 充電器插口 ；22 散熱窗；23 電源開關；24 腔體后壁； 25 筒身空間；26 筒身氣孔；27 腔體前壁氣孔。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖1所示為本發(fā)明的恒流氣體采樣裝置的示意圖，包括筒身2、氣體流量傳感器6、腔體9、風扇10以及控制電路13等。可以由隔聲材料制成的腔體9包括腔體側(cè)壁11和腔體前壁8以及腔體后壁M。腔體9內(nèi)部形成一個前部分為圓形后部分為方形的空間，前部分為圓形有利于設置風扇10， 后部分為方形用利于設置控制電路等。腔體前壁8設置有腔體前壁氣孔27，腔體前壁氣孔 27穿透腔體前壁8從而與腔體9連通，腔體前壁8上還設置有多個插銷4。腔體后壁M通過多個螺釘20固定在腔體側(cè)壁11的后端。風扇10設置在腔體9內(nèi)的靠前部分。線路板 12設置在腔體側(cè)壁11的后部，線路板12的內(nèi)側(cè)設有控制電路13和電壓調(diào)節(jié)分配電路16， 線路板12的外側(cè)設有顯示器15和操作鍵盤14。電池倉17和電池倉蓋19也設置在腔體側(cè)壁11的后部，電池倉17內(nèi)設有蓄電池18。在本發(fā)明的實施例中也可以直接使用外接電源。腔體后壁M上設置有用于蓄電池18充電的充電器插口 21，用于散熱的散熱窗22以及電源開關23。筒身2的前端設置有氣嘴1，筒身2內(nèi)部的筒身空間25的前端設置有筒身氣孔沈， 氣嘴1穿透筒身氣孔26與筒身空間25連通。筒身2的后端設置有與多個插銷4配合的插槽3，使得筒身2和腔體9結(jié)合。氣體流量傳感器6設置在筒身空間25內(nèi)，其自身帶有進氣口 5和出氣口 7，進氣口 5插在筒身前壁氣孔27內(nèi)，從而與所采樣的氣體連通，氣體流量傳感器出氣口 7插在腔體前壁氣孔27內(nèi)，從而與腔體9的內(nèi)部連通。筒身空間25的形狀與氣體流量傳感器6的形狀相配合。本發(fā)明裝置實施例的具體操作過程是將氣體收集器(例如活性炭檢氣管、微型采樣頭或固體吸附劑管)接入氣嘴1，打開電源開關23，觀察顯示器15是否顯示電源電壓欠壓，若顯示欠壓則需要充電，若不欠壓則通過按動操作鍵盤14以及觀察顯示器15來設置氣體流量及采樣時間，完成設置以后按操作鍵盤上的啟動鍵，風扇10開始轉(zhuǎn)動將腔體9內(nèi)的氣體通過散熱窗22排出，腔體9靠前部分產(chǎn)生負壓空間，這樣在大氣壓力作用下，氣體通過氣體收集器從氣嘴1進入氣體流量傳感器6，再從氣體流量傳感器6進入腔體9內(nèi)部，最后通過風扇10從散熱窗22被排出，在此過程中，氣體流量傳感器6會產(chǎn)生與當前氣體流量大小成正比的電信號并輸入控制電路13，控制電路13對輸入的電信號進行判斷，若輸入的電信號與所設置的氣體流量的相應值相同則繼續(xù)保持送給風扇10的工作電壓，使風扇9的轉(zhuǎn)速保持不變。若送來的電信號與所設置的氣體流量的相應值不同，則控制電路13調(diào)整風扇10的工作電壓，直至氣體流量傳感器6輸入的電信號與所設置的氣體流量的相應值相同停止調(diào)整，并保持相應的工作電壓送給風扇10，使風扇10保持相應的轉(zhuǎn)速從而保持氣體流量恒定。當采樣運行時間到了預先設置的工作時間時，控制電路13切斷風扇10的工作電壓使風扇10停止工作，完成采樣工作關閉電源開關23。本發(fā)明的氣體恒流采樣裝置的優(yōu)點如下1、利用風扇可以連續(xù)移動氣體的特點， 并且將風扇置于腔體中讓氣體沿著一個預定的管路流動，其流量大小與風扇的轉(zhuǎn)速成正比，而轉(zhuǎn)速又與風扇的電機輸入電壓成正比，通過自動調(diào)節(jié)該電壓就可以達到自動調(diào)節(jié)氣體流量大小的目的；2、由于風扇的噪聲要比薄膜泵小，又由于風扇是置于腔體中的，而腔體又可以由隔聲材料制成，所以該方法可以達到減低噪聲的目的。3、風扇替代隔膜泵和緩沖瓶，使得裝置體積小，便于攜帶。4、在利用風扇采樣的同時，將控制電路等產(chǎn)生的熱量也進行了散熱，延長了裝置的使用壽命。以上所述僅是本發(fā)明的實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種恒流氣體采樣裝置，其特征在于，包括筒身O)，其內(nèi)具有筒身空間(25)，所述筒身空間0 內(nèi)設置有帶有氣體流量傳感器進氣口( 和氣體流量傳感器出氣口(7)的氣體流量傳感器(6)，所述筒身( 的前端設置有使所述氣體流量傳感器進氣口( 與所述筒身( 外部連通的氣嘴(1)，腔體(9)，其包括腔體前壁(8)、腔體側(cè)壁(11)和腔體后壁(M)，所述腔體前壁(8)設置有腔體前壁氣孔(27)，使得所述氣體流量傳感器出氣口(7)與所述腔體(9)的內(nèi)部連通， 所述腔體(9)的內(nèi)部靠前部分設置有風扇(10)，所述腔體后壁04)上設置有散熱窗(22)。
2.如權利要求1所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述腔體側(cè)壁(11)上設置有控制電路(1 和電壓調(diào)節(jié)分配電路(16)，用于控制所述風扇(10)，所述電路上設置有操作鍵盤(14)。
3.如權利要求2所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述筒身空間05)的前端還設置有筒身氣孔(26)，所述氣嘴(1)和所述筒身氣孔06)連通，所述氣體流量傳感器進氣口(5)穿過所述筒身氣孔06)。
4.如權利要求3所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述筒身(1)的后端設置有多個插槽(3)，所述腔體前壁( 上設置有與所述插槽C3)配合的多個插銷G)。
5.如權利要求4所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述腔體后壁04)通過多個螺釘00)固定在所述腔體側(cè)壁(11)上。
6.如權利要求5所述的恒流氣體采樣裝置，其特征在于，所述腔體側(cè)壁(11)上設置有電池倉(17)，其內(nèi)設置有蓄電池(18)，所述腔體后壁04)上設置有電源開關03)。
7.一種使用如權利要求1-6中任一項所述的恒流氣體采樣裝置的方法，包括步驟51、將氣體收集器接入氣嘴(1)，通過操作鍵盤(14)設置氣體流量及采樣時間，完成設置后啟動氣體采樣裝置；52、風扇(10)開始轉(zhuǎn)動將腔體(9)內(nèi)的氣體通過散熱窗0 排出，腔體(9)靠前部分產(chǎn)生負壓，在大氣壓力作用下，氣體通過所述氣體收集器從所述氣嘴(1)進入氣體流量傳感器(6)，再從所述氣體流量傳感器(6)進入所述腔體(9)內(nèi)部，最后通過所述風扇(10)從所述散熱窗0 排出；53、當運行時間達到設置的采樣時間時，所述控制電路(13)切斷所述風扇(10)的工作電壓使其停止工作。
8.如權利要求7所述的使用恒流氣體采樣裝置的方法，其特征在于，在步驟S2中還包括在所述風扇(10)的轉(zhuǎn)動過程中，所述氣體流量傳感器(6)產(chǎn)生與當前氣體流量大小成正比的電信號并輸入控制電路(13)，所述控制電路(13)對輸入的電信號進行判斷，若輸入的電信號與所設置的氣體流量的相應值相同則繼續(xù)保持所述風扇(10)的工作電壓，若輸入的電信號與所設置的氣體流量的相應值不同，則所述控制電路(13)調(diào)整風扇(10)的工作電壓，直至當前的氣體流量與所設置的氣體流量相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣體采樣器領域，公開了一種恒流氣體采樣裝置，包括筒身，其內(nèi)具有筒身空間，筒身空間內(nèi)設置有帶有氣體流量傳感器進氣口和氣體流量傳感器出氣口的氣體流量傳感器，筒身的前端設置有使氣體流量傳感器進氣口與筒身外部連通的氣嘴，腔體，其包括腔體前壁、腔體側(cè)壁和腔體后壁，腔體前壁設置有腔體前壁氣孔，使得氣體流量傳感器出氣口與腔體的內(nèi)部連通，腔體的內(nèi)部靠前部分設置有風扇，腔體后壁上設置有散熱窗。本發(fā)明的裝置通過使用風扇并利用控制電路和電壓調(diào)節(jié)分配電路，使得氣體可以連續(xù)流動并且流量恒定，從而使采樣裝置的精確度更高、操作更方便。
文檔編號G01N1/22GK102243148SQ20111008933
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權日2011年4月11日
發(fā)明者張書景, 洪濤, 王嬡 申請人:北京市勞動保護科學研究所