專利名稱：大氣自動恒流采樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種大氣采樣裝置，屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
隨著世界工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化進(jìn)程，環(huán)境污染日益加劇，已構(gòu)成對人類健康水平的嚴(yán)重威脅，加強(qiáng)環(huán)?？滩蝗菥彙O2與NOx是大氣中主要污染物，正確估量大氣中SO2及NOx含量具有重要意義?！按髿?4小時自動恒流采樣器”是一種測定大氣中SO2及NOx含量的重要環(huán)境監(jiān)測儀器。按照國家《24小時恒溫自動連續(xù)大氣采樣器技術(shù)要求》的規(guī)定，空氣必須以0.2L/min的速度流過吸收液。恒流是采樣器一大關(guān)鍵，現(xiàn)有大氣24小時采樣器多采用毛細(xì)管或注射針頭作限流孔來實現(xiàn)恒流，其原理是當(dāng)限流孔兩端維持足夠的壓力差時，采樣流量方可保持恒定。由于要達(dá)到很高的壓力差，所以此法所需抽氣動力大，一般要采用高負(fù)壓壓縮機(jī)作為儀器采樣動力，從而使得壓縮機(jī)體積和重量龐大，耗能高，維護(hù)不便(需定期添加變壓器油及開機(jī)清洗)。另外采用限流孔恒流，由于孔徑極小，很容易被灰塵堵塞，難于長期保持流量恒定，造成使用與維護(hù)十分不便。采用限流孔恒流，其流量還易受外界溫度的影響。
本實用新型的目的就是提供一種體積小、重量輕、恒流精度高、易維護(hù)的大氣自動恒流采樣器，以縮小整機(jī)的體積和重量，提高整機(jī)性能，降低整機(jī)能耗及維護(hù)費用，使監(jiān)測更為方便、準(zhǔn)確。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的由質(zhì)量流量計A串接氣容F后，再接抽氣泵E，質(zhì)量流量計A的流量信號經(jīng)流量信號放大電路B放大后輸入微計算機(jī)處理器C，微計算機(jī)處理器C的輸出控制信號接抽氣泵調(diào)速電路D。
本實用新型采用質(zhì)量流量計與計算機(jī)控制技術(shù)實現(xiàn)大氣采樣的恒流，改變了原有的限流孔限流技術(shù)，不使用毛細(xì)管等部件，因而也無需高壓差，由此也大大降低了對抽氣動力的要求。裝置中使用小巧的抽氣泵縮小了體積，節(jié)約了能源。使用本裝置只需半年校準(zhǔn)一次，其他均免維護(hù)。另外本裝置也不受溫度的影響，且采用計算機(jī)控制，使恒流精度提高，使用更為方便、準(zhǔn)確
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步描述。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是抽氣泵調(diào)速電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3是微計算機(jī)處理器的程序框圖。
如圖1所示，A為質(zhì)量流量計，B為流量信號放大電路，C為微計算機(jī)處理器，D為抽氣泵調(diào)速電路，E為抽氣泵，F(xiàn)為氣容，其中質(zhì)量流量計A和氣容F均可采用現(xiàn)有常規(guī)用品，質(zhì)量流量計A、氣容F和抽氣泵E之間也采用常規(guī)管路相串接。抽氣泵E可使用刮板泵，其體積小、耗能少，流量信號放大電路B也為常規(guī)放大電路，微計算機(jī)處理器C可采用51等系列單片機(jī)。
抽氣泵調(diào)速電路(如圖2所示)，是以MOS控制管為主控元件，MOS控制管的輸入端接于微計算機(jī)處理器C的HSO端，電源電壓經(jīng)電阻R接于該輸入端上，MOS控制管的輸出端經(jīng)由二極管D1、電感L和電容C1構(gòu)成的整流濾波電路后，經(jīng)繼電器J的觸點J1接抽氣泵E，繼電器J接在微計算機(jī)處理器C的P1.3端上。
本實用新型的工作過程是啟動抽氣泵E，空氣經(jīng)質(zhì)量流量計A，到氣容F，再通過抽氣泵E送出(圖1)。當(dāng)空氣流過質(zhì)量流量計A時，它輸出一反映流量大小的信號，該信號經(jīng)流量信號放大電路B放大后輸給單片機(jī)C，單片機(jī)將此信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，與預(yù)設(shè)范圍進(jìn)行比較(圖3)，若大于上界，則減小輸出脈寬，控制抽氣泵調(diào)速電路D降低抽氣泵E的工作電壓，從而降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，使空氣流量減小。若流量信號小于單片機(jī)預(yù)設(shè)下界，則增大輸出脈寬，控制抽氣泵調(diào)速電路D提高抽氣泵E的工作電壓，使電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，流量增大。通過流量信號的連續(xù)采集，使單片機(jī)不斷地發(fā)出整控制指令，從而使大氣流量保持恒定。圖2中，抽氣泵調(diào)速電路是通過單片機(jī)C調(diào)節(jié)PWM的脈寬，來調(diào)節(jié)MOS控制管的導(dǎo)通時間，從而改變整流濾波器的輸出電壓的大小。該輸出電壓即為抽氣泵E的工作電壓，其數(shù)值大小決定了抽氣泵的轉(zhuǎn)速高低。繼電器J是由單片機(jī)C控制吸合或斷開，以控制抽氣泵是否工作。
本實用新型經(jīng)試驗證明恒流性能好，儀器所需動力小，可節(jié)電60％，維護(hù)費用降低70％。本裝置噪音小，體積小，重量僅9.4公斤，長時間工作各項技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到要求。
權(quán)利要求1.一種大氣自動恒流采樣器，其特征在于該裝置由質(zhì)量流量計A串接氣容F后，再接抽氣泵E，質(zhì)量流量計A的流量信號經(jīng)流量信號放大電路B放大后輸入微計算機(jī)處理器C，微計算機(jī)處理器C的輸出控制信號接抽氣泵調(diào)速電路D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣自動恒流采樣器，其特征在于抽氣泵調(diào)速電路D以MOS控制管為主控元件，MOS控制管的輸入端接于微計算機(jī)處理器C的HSO端，電源電壓經(jīng)電阻R接于該輸入端上，MOS控制管的輸出端經(jīng)由二級管D1、電感L和電容C1構(gòu)成的整流濾波電路后，經(jīng)繼電器J的觸點J1接抽氣泵E，繼電器J接在微計算機(jī)處理器C的P1.3端。
專利摘要本實用新型是一種大氣采樣裝置，為解決原有裝置耗能高、重量體積大，維護(hù)不便和準(zhǔn)確度不高等問題而設(shè)計。其結(jié)構(gòu)由質(zhì)量流量傳感器A串接氣容F后，再接抽氣泵E，質(zhì)量流計A的流量信號經(jīng)流量信號放大電路B放大后輸入微計算機(jī)處理器C，微計算機(jī)處理器C的輸出控制信號接抽氣泵調(diào)速電路D。本裝置所需動力小，可節(jié)能60%，維護(hù)費用降低70%，噪聲小，體積小，重量僅9.4公斤，長時間工作各項技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到要求。
文檔編號G01N1/22GK2352948SQ9824816
公開日1999年12月8日 申請日期1998年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月16日
發(fā)明者李玉國, 蘇清柱 申請人:李玉國