一種便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種便攜式大氣中揮發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、單片機等幾部分構成。單片機設定的程序可控制抽氣泵的開與關、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，并且控制準確、節省勞動力。
【專利說明】一種便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于環境監測【技術領域】，具體涉及一種采用程序控制能進行恒流量、連續、等時間間隔采樣的便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展和城市化進程的不斷加快，大氣環境中揮發性有機物污染問題日趨嚴重，表現為其組成越來越復雜，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，因此它們在大氣環境中的濃度變化和分布規律受到廣泛關注。了解大氣環境中揮發性有機物的來源、區域變化、日變化或季節變化特征等，都需要在一個工作日周期內對同一監測點進行連續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，其它條件應完全相同。目前，國內外使用的氣體采樣器可以進行一個工作日周期內連續采樣，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、采樣流量等發生變化，造成采樣誤差；另外，采樣點大多設在野外，尤其是晚上時段，給采樣人員帶來諸多不便。因此，設計一種能自動、連續、等時間間隔地采集大氣中揮發性有機物的采樣裝置是非常必要的。
【發明內容】
[0003]鑒于現有大氣樣品采集技術存在的不足，本發明的目的是要提供一種便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置。
[0004]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種便攜式大氣中揮發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、供電系統和控制系統；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、抽氣泵和供電系統均與單片機連接，由單片機設定的程序控制抽氣泵的開與關、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]所述供電系統為長時續航的24V充電電池，便于無供電系統的野外采集。
[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]與現有技術相比，本發明具有如下突出的實質性特點和顯著的進步: 本發明裝置能夠進行恒流量、連續、等時間間隔采集的便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置，其系統密封性優于其它采樣器；在采樣過程中，通過流量控制器對流速的有效控制，流速的穩定性大大改善，使之更便捷、準確地用于大氣中揮發性有機物的采集。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明所述的便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置的結構示意圖。
[0010]圖2為本發明所述的便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置的外觀圖。
[0011]圖3為本發明所述的便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置控制系統軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖，對本發明的具體實施例作進一步的說明。
[0013]如圖1所示，本發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8和控制系統組成，控制系統包括單片機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，實現連續、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中對應的出氣孔上和控制閥4中對應的進氣孔上并密閉。
[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設定的程序控制抽氣泵6的開與關、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8，為長時續航的24V充電電池，便于無供電系統的野外采集。
[0022]本實施例的吸附管為石英玻璃材質，長度為80mm，內徑為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不同吸附管之間的切換，且一次設置可以實現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，數據初始化完畢后，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內得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔41關閉，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內得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔42關閉，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內得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔43關閉，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內得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔44關閉，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內得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔45關閉，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內得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔46關閉，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內得到采集的樣品；然后，單片機7控制進氣孔47關閉，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內得到采集的樣品；最后，單片機7控制進氣孔48關閉，程序停止運行。8個吸附管所測得的各種揮發性有機物含量的不確定性小于3%，而常規采樣器由于采集流速波動導致不確定性通常在15%左右。
【權利要求】
1.一種便攜式大氣中揮發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(8)和控制系統；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(8)均與單片機(7)連接，由單片機(7)設定的程序控制抽氣泵(6)的開與關、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.根據權利要求1所述的便攜式大氣中揮發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.根據權利要求1所述的便攜式大氣中揮發性有機物的自動采集裝置，其特征在于，所述供電系統(8)為長時續航的24V充電電池，便于無供電系統的野外采集。
4.根據權利要求1所述的便攜式大氣中揮發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 優先權日:2014年6月5日
【發明者】曾翠平, 馮艷麗, 任青青, 王芳, 仇奕沁, 姜知明 申請人:上海大學