本發(fā)明屬于環(huán)保檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

面對日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染，對大氣細(xì)微顆粒物、半揮發(fā)和揮發(fā)性有機(jī)物等污染物含量、環(huán)境質(zhì)量及變化趨勢進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測是所有大氣環(huán)境工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，我國自2000年開始對二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物等污染物進(jìn)行監(jiān)測。隨著監(jiān)測要求、水平的提高，自動(dòng)監(jiān)測逐漸成為大氣監(jiān)測的主流，相應(yīng)的大氣自動(dòng)采樣裝置研發(fā)也成為完善大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

目前常用的大氣采樣裝置中應(yīng)用范圍最廣、使用時(shí)間最長的是大氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，國際上多采用干式測量法進(jìn)行大氣采樣。裝置以人工、半自動(dòng)為主，直讀型、在線型、應(yīng)急檢測裝置等以進(jìn)口為主，自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)采樣點(diǎn)位通常較固定，突發(fā)性污染源和應(yīng)急現(xiàn)場仍以人工采樣為主。而且，現(xiàn)有大氣人工采樣裝置采集多組樣品往往需要手動(dòng)換樣、調(diào)節(jié)儀器，人機(jī)交互差、靈活性差，價(jià)格昂貴、體積龐大，對使用環(huán)境要求也十分苛刻，不能用于環(huán)境領(lǐng)域里條件復(fù)雜現(xiàn)場野外分析監(jiān)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種采集性能優(yōu)異的同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備及方法。

一種同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備，所述采集設(shè)備包括回轉(zhuǎn)裝置、存儲裝置和大氣采集裝置三部分，其特征在于：

所述回轉(zhuǎn)裝置由回轉(zhuǎn)電機(jī)1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2和回轉(zhuǎn)支撐3組成；其中，所述回轉(zhuǎn)電機(jī)1通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支撐3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

所述存儲裝置放置于所述回轉(zhuǎn)裝置的上方，所述存儲裝置由存儲倉4、收集瓶5、瓶塞6、采集管7、氣象參數(shù)測定儀8和顯示屏12組成，其中，存儲倉4與所述回轉(zhuǎn)支撐3同軸安裝，存儲倉4底部與回轉(zhuǎn)支撐3底盤上表面重合，收集瓶5均勻放置在所述儲倉4沿圓周分布的倉孔內(nèi)，采集管7穿過瓶塞6的中心孔放置在所述收集瓶5中，氣象參數(shù)測定儀8外接在所述采集管7端口以檢測大氣的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓參數(shù)，顯示屏12安裝在所述存儲倉4的外表面，用來實(shí)時(shí)顯示參數(shù)信息；

大氣采集裝置與所述存儲裝置同心放置，所述大氣采集裝置由上蓋板9、旋轉(zhuǎn)倉10、采集口11、傳感器13、伺服電機(jī)14、抽氣泵15和電子流量計(jì)16組成，其中，旋轉(zhuǎn)倉10同軸放置在所述存儲倉4孔內(nèi)并由所述回轉(zhuǎn)支撐3帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，上蓋板9用來密封所述旋轉(zhuǎn)倉10，采集口11設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)倉10上方，并與所述收集瓶5的伸出口同軸放置，傳感器13、伺服電機(jī)14、抽氣泵15和電子流量計(jì)16放置在所述旋轉(zhuǎn)倉10內(nèi)部，所述傳感器13和電子流量計(jì)16控制大氣采集流量以及在收集瓶采集滿后給出信號，所述伺服電機(jī)14控制所述采集口11的伸縮，實(shí)現(xiàn)收集瓶與采集口的精準(zhǔn)定位、卡緊；所述抽氣泵15提供大氣采集所需動(dòng)力。

可選的，所述采集口11帶有密封葉片，收集氣體時(shí)葉片向內(nèi)側(cè)收縮與所述收集瓶5輸出口連接，結(jié)束收集時(shí)葉片回歸原位實(shí)現(xiàn)密封。

可選的，所述采集口11長度調(diào)整范圍為±50mm，控制精度為±0.1mm。

可選的，所述收集瓶5為10個(gè)且沿圓周均勻分布。

可選的，所述電子流量計(jì)16控制范圍為0～1min/L。

可選的，所述存儲倉4旋轉(zhuǎn)速度范圍為2rad/s。

可選的，所述收集瓶5中采集精度為±5ml。

可選的，所述上蓋板9上端設(shè)有提手，長度等于上蓋板半徑值，高度為0.5倍半徑。

一種同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集方法，使用上述同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備檢測大氣的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓五種參數(shù)，具體方法如下：回轉(zhuǎn)電機(jī)1通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支撐3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)倉10轉(zhuǎn)動(dòng)，使得目標(biāo)存儲倉4內(nèi)的一個(gè)收集瓶5與采集口11對準(zhǔn)，伺服電機(jī)14控制采集口11的伸縮，實(shí)現(xiàn)收集瓶與采集口的精準(zhǔn)定位和卡緊，抽氣泵15提供大氣采集所需動(dòng)力，傳感器13和電子流量計(jì)16控制大氣采集流量以及在收集瓶采集滿后給出信號，收集氣體時(shí)采集口11的密封葉片向內(nèi)側(cè)收縮與收集瓶5的輸出口連接，結(jié)束收集時(shí)葉片回歸原位實(shí)現(xiàn)密封，氣象參數(shù)測定儀8外接在采集管7端口以檢測大氣的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓參數(shù)，顯示屏12實(shí)時(shí)顯示參數(shù)信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制大氣采樣全過程，使用氣象參數(shù)測定儀在采樣的同時(shí)測量大氣的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓，操作便捷、控制精度及工作效率高，顯示屏示出全過程采集參數(shù)、設(shè)備參數(shù)等信息，直觀且便于檢查實(shí)驗(yàn)合理性；利用回轉(zhuǎn)裝置實(shí)現(xiàn)倉筒的高精度緩慢旋轉(zhuǎn)，利用伺服電機(jī)控制采集口的伸縮，耦合實(shí)現(xiàn)收集瓶與采集口的精準(zhǔn)定位、卡緊；本發(fā)明旋轉(zhuǎn)倉內(nèi)配置有傳感器和電子流量器，用來控制大氣采集流量以及在收集瓶采集滿后給出信號。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、精度好、效率高，實(shí)現(xiàn)多個(gè)試樣瓶的自動(dòng)化采集，大大節(jié)約了試驗(yàn)操作時(shí)間，降低了操作人員的工作強(qiáng)度，具有很大的推廣價(jià)值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備的結(jié)構(gòu)俯視圖；

其中，回轉(zhuǎn)電機(jī)-1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-2、回轉(zhuǎn)支撐-3、存儲倉-4、收集瓶-5、瓶塞-6、采集管-7、氣象參數(shù)測定儀-8、上蓋板-9、旋轉(zhuǎn)倉-10、采集口-11、顯示屏-12、傳感器-13、伺服電機(jī)-14、抽氣泵-15、電子流量計(jì)-16。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明所述的同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備及方法做進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

一種同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備，所述采集設(shè)備包括回轉(zhuǎn)裝置、存儲裝置和大氣采集裝置三部分。

所述回轉(zhuǎn)裝置由回轉(zhuǎn)電機(jī)1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2和回轉(zhuǎn)支撐3組成；其中，所述回轉(zhuǎn)電機(jī)1通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支撐3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

所述存儲裝置放置于所述回轉(zhuǎn)裝置的上方，所述存儲裝置由存儲倉4、收集瓶5、瓶塞6、采集管7、氣象參數(shù)測定儀8和顯示屏12組成，其中，存儲倉4與所述回轉(zhuǎn)支撐3同軸安裝，存儲倉4底部與回轉(zhuǎn)支撐3底盤上表面重合，收集瓶5均勻放置在所述儲倉4沿圓周分布的倉孔內(nèi)，采集管7穿過瓶塞6的中心孔放置在所述收集瓶5中，氣象參數(shù)測定儀8外接在所述采集管7端口以檢測五種氣象參數(shù)，即，大氣的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓參數(shù)，顯示屏12安裝在所述存儲倉4的外表面，用來實(shí)時(shí)顯示參數(shù)信息。

大氣采集裝置與所述存儲裝置同心放置，所述大氣采集裝置由上蓋板9、旋轉(zhuǎn)倉10、采集口11、傳感器13、伺服電機(jī)14、抽氣泵15和電子流量計(jì)16組成，其中，旋轉(zhuǎn)倉10同軸放置在所述存儲倉4孔內(nèi)并由所述回轉(zhuǎn)支撐3帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，上蓋板9用來密封所述旋轉(zhuǎn)倉10，采集口11設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)倉10上方，并與所述收集瓶5的伸出口同軸放置，傳感器13、伺服電機(jī)14、抽氣泵15和電子流量計(jì)16放置在所述旋轉(zhuǎn)倉10內(nèi)部，所述傳感器13和電子流量計(jì)16控制大氣采集流量以及在收集瓶采集滿后給出信號，所述伺服電機(jī)14控制所述采集口11的伸縮，實(shí)現(xiàn)收集瓶與采集口的精準(zhǔn)定位、卡緊，所述抽氣泵15提供大氣采集所需動(dòng)力。

可選的，所述采集口11帶有密封葉片，收集氣體時(shí)葉片向內(nèi)側(cè)收縮與所述收集瓶5輸出口連接，結(jié)束收集時(shí)葉片回歸原位實(shí)現(xiàn)密封；采集口長度調(diào)整范圍為±50mm，控制精度為±0.1mm。所述收集瓶5為10個(gè)，沿圓周均勻分布，電子流量計(jì)范圍為0～1min/L。所述存儲倉4旋轉(zhuǎn)速度范圍為2rad/s，收集瓶5中采集精度為±5ml。所述上蓋板9上端設(shè)有提手，長度等于上蓋板半徑值，高度為0.5倍半徑。

一種同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集方法，使用上述同軸式多試樣大氣自動(dòng)采集設(shè)備檢測大氣的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓五種參數(shù)，具體方法如下：回轉(zhuǎn)電機(jī)1通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支撐3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)倉10轉(zhuǎn)動(dòng)，使得目標(biāo)存儲倉4內(nèi)的一個(gè)收集瓶5與采集口11對準(zhǔn)，伺服電機(jī)14控制采集口11的伸縮，實(shí)現(xiàn)收集瓶與采集口的精準(zhǔn)定位和卡緊，抽氣泵15提供大氣采集所需動(dòng)力，傳感器13和電子流量計(jì)16控制大氣采集流量以及在收集瓶采集滿后給出信號，收集氣體時(shí)采集口11的密封葉片向內(nèi)側(cè)收縮與收集瓶5的輸出口連接，結(jié)束收集時(shí)葉片回歸原位實(shí)現(xiàn)密封，氣象參數(shù)測定儀8外接在采集管7端口以檢測大氣的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓參數(shù)，顯示屏12實(shí)時(shí)顯示參數(shù)信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制大氣采樣全過程，使用氣象參數(shù)測定儀在采樣的同時(shí)測量大氣的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓，操作便捷、控制精度及工作效率高，顯示屏示出全過程采集參數(shù)、設(shè)備參數(shù)等信息，直觀且便于檢查實(shí)驗(yàn)合理性；利用回轉(zhuǎn)裝置實(shí)現(xiàn)倉筒的高精度緩慢旋轉(zhuǎn)，利用伺服電機(jī)控制采集口的伸縮，耦合實(shí)現(xiàn)收集瓶與采集口的精準(zhǔn)定位、卡緊；本發(fā)明旋轉(zhuǎn)倉內(nèi)配置有傳感器和電子流量器，用來控制大氣采集流量以及在收集瓶采集滿后給出信號。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、精度好、效率高，實(shí)現(xiàn)多個(gè)試樣瓶的自動(dòng)化采集，大大節(jié)約了試驗(yàn)操作時(shí)間，降低了操作人員的工作強(qiáng)度，具有很大的推廣價(jià)值。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。