一種全自動化氣體采樣裝置及采樣方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子技術應用技術領域，尤其涉及一種支持遠程采樣控制及信息管理和配置的手持式智能數字化的全自動化氣體采樣裝置及采樣方法。
【背景技術】
[0002]目前，氣體樣品的精確分析如環境空氣質量監測，污染排放監測以及職業衛生環境監測等領域一直遵循現場氣體樣品采集，樣品運輸，檢測實驗室分析的工作模式。其具體流程是由工作人員攜帶氣體采集設備在被測現場采集規定體積的氣體樣品或將規定體積空氣中的目標成分濃縮到裝填了吸附材料的吸附管中。而后將氣體樣品或吸附管運送至檢測實驗室進行精確分析。目前，從實際運行的效果來看，這一過程存在三個方面的問題:
[0003]從樣品安全角度來看，雖然在分析檢測環節已經建立了較為完備的樣品追蹤體系。然而目前缺乏有效手段從采樣現場開始就登記追蹤采集樣品，由此在傳輸過程中出現了一定的樣品丟失和樣品混淆的狀況。這給分析檢測結果的帶來了一定不確定性。
[0004]從樣品信息傳遞的角度來看，由于樣品采集的地點，時間，采樣的體積和采集時的環境參數均對后續的分析和監管有著至關重要的影響，而目前氣體樣品采集環節和樣品分析環節的信息通常由人工傳遞，其信息傳輸缺乏有效封閉的渠道來保證信息的準確和客觀。
[0005]從現場采集作業的效率來看，目前氣體采集設備僅支持單機運行方式，而實際采樣過程中，通常會根據現場實際情況確定多個測量點進行采樣。這需要工作人員對多個氣體采樣裝置逐一設置，這大大延長了現場準備時間，極大的限制了現場作業的效率。
[0006]綜上所述，需要一種兼具采集樣品追溯和提供封閉式信息管理功能，并同時支持遠程互聯的氣體樣品采集系統可有效的改善當前氣體樣品采集過程中的問題。
【發明內容】
[0007]本發明為解決目前氣體樣品采集設備由于缺乏樣品標記手段，從而導致的氣體樣品在運輸分析過程中造成的混淆，甚至丟失；由于缺乏封閉的樣品信息傳遞途徑，從而導致樣品源頭追溯信息，以及采樣過程中重要的環境參數不正確，不完整甚至缺失，最終導致分析得到的環境監測數據不準確;而且單點采樣已經不能滿足環境監測的需求，而多點實時采樣則需要更為高效的采集系統來提高現場采樣的效率，但傳統的氣體采集設備只能支持單機操作的問題而提供一種支持遠程采樣控制及信息管理和配置的手持式智能數字化的氣體采集裝置。
[0008]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:
[0009]—種全自動化氣體采樣方法，該全自動化氣體采樣方法包括以下步驟:
[0010]步驟一、自動掃描樣品標簽；
[0011]步驟二、自動建立采樣記錄；
[0012]步驟三、設置或調用采樣程序；
[0013]步驟四、啟動采樣程序；
[0014]步驟五、自動記錄采樣過程數據和環境參數；
[0015]步驟六、實時傳輸采樣數據和狀態(可選)；
[0016]步驟七、自動結束采樣程序；
[0017]步驟八、保存采樣記錄數據；
[0018]步驟九、推送采樣記錄數據到網絡數據庫。
[0019]進一步，所述步驟四啟動采樣程序采用本地或遠程控制。
[0020]本發明另一目的在于提供一種全自動化氣體采樣裝置，該全自動化氣體采樣裝置包括主控單元、樣品編碼采集單元、人機界面、采樣控制單元、無線通信單元和信息存儲單元;所述主控單元通過數據總線與樣品編碼采集單元、人機界面、采樣控制單元、無線通信單元和信息存儲單元連接；
[0021]所述樣品編碼采集單元包括氣體采樣管、條碼掃描器、第一一維或二維條形碼、第二一維或二維條形碼;所述氣體采樣管包括吸附管管體以及吸附管的密封蓋，所述第一一維或二維條形碼安裝在吸附管管體上，第二一維或二維條形碼安裝在吸附管的密封蓋一側;所述條碼掃描器集成在氣體采集裝置上并與第一一維或二維條形碼和第二一維或二維條形碼信號連接；
[0022]所述采樣控制單元包括流量壓力測量單元、流量控制單元、環境參數測量單元和電源管理單元;流量壓力測量單元、流量控制單元、環境參數測量單元和電源管理單元均與主控單元電連接；
[0023]所述無線通信單元包括遠程控制單元和數據推送單元，遠程控制單元和數據推送單元均與主控單元連接，數據推送單元與外部服務器無線連接；
[0024]所述信息存儲單元包括用戶身份信息模塊、采樣數據記錄模塊、操作日志模塊和預設采樣程序模塊;所述用戶身份信息模塊、采樣數據記錄模塊、操作日志模塊和預設采樣程序模塊均與主控單元電連接。
[°°25] 進一步，所述流量壓力測量單元包括流量傳感器和壓力傳感器，
[0026]進一步，所述流量控制單元為電動隔膜氣體栗或流量控制電子比例閥。
[0027]進一步，所述條碼掃描器或為射頻數字標簽讀取器，所述射頻數字標簽讀取器集成在氣體采集裝置上同時在吸附管的密封蓋頂部安裝與射頻數字標簽讀取器信號連接的第一射頻數字標簽。
[0028]進一步，所述氣體采樣管管體上或安裝筆夾式的夾子，所述夾子安裝第三一維或二維條形碼或在夾子上安裝固定第二射頻數字標簽，所述第三一維或二維條形碼與集成在氣體采集裝置上的條碼掃描器信號連接，第二射頻數字標簽與集成在氣體采集裝置上的射頻數字標簽讀取器信號連接。
[0029]進一步，所述第一一維或二維條形碼和第二一維或二維條形碼通過印刷或粘貼或刻蝕設置在氣體采樣管上，所述第三一維或二維條形碼通過印刷或粘貼或刻蝕設置在夾子上。
[0030]本發明另一目的在于提供一種互聯系統構建方法，該互聯系統構建方法為:
[0031]互聯系統基于氣體采樣裝置中的無線通信單元采用多種組網方式進行組建；
[0032]當采樣現場需要多個氣體采樣裝置進行多點采集時，通過多種方式將多個采樣裝置組成分布式采樣網絡，并由一個終端對整個采樣網絡上的每個節點進行統一配置和控制;
[0033]—種組網方式為多臺氣體采樣裝置之間采用自組網通信方式進行信息共享，安裝應用軟件的電腦終端或移動終端與網絡中任一臺氣體采樣裝置相連進入到多臺氣體采樣裝置構建的網絡，并對網絡中的每一個節點進行信息交換或控制；
[0034]另一種組網方式為網絡中每臺氣體采樣裝置通過無線接入點接入已經組建好的公共或專用無線網絡，按照無線網絡通信方式實現遠程通信;安裝應用軟件的電腦終端或移動終端同樣接入同一無線網絡對網絡中的每一個節點進行信息交換或控制；
[0035]該組網方式另一種為在網絡內配置一臺網絡數據服務器，通過將該服務器的地址設為氣體采樣裝置的數據推送地址，連接到該網絡中的所有氣體采樣裝置將采用數據推送方式將所有本地保存的采樣記錄自動推送到網絡數據服務器中。
[0036]該全自動化氣體采樣裝置可以自動采集所有樣品采集過程中的關鍵信息，包括實施樣品采集用戶身份信息，樣品編碼，采樣程序參數，環境參數，采樣實時數據，并實時保存到采樣記錄中。傳統的采樣方式是由采樣人員在采樣現場對每一臺采樣裝置手工設置采樣參數，并手工記錄樣品編號，操作人員，采樣程序參數以及環境參數。采樣裝置完成采樣后，采樣記錄數據也是由操作人員手工記錄。待返回實驗室后，再由操作人員將所有手工記錄輸入到電腦終端中。事實證明，這一過程除了耗費大量的人力在信息采集、記錄和登記上以夕卜，還導致了樣品混淆，遺失。采樣信息缺失，采樣過程無法監管等嚴重問題。從信息追溯的角度看，采用本發明所述的采樣裝置的采樣方法，從用戶登錄設備使用開始，用戶身份信息，樣品編號，采樣程序參數，采樣過程實時過程數據和環境參數均被裝置自動采集生成，并由系統自動推送到網絡服務器上。這一方法除了避免人工操作過程中會產生的錯誤和遺漏外，更為重要的是，這些信息的采集均有設備后臺自動采集，操作人員無需也無法修改或刪除采樣數據。提高了數據的完整性和可信度。本發明所有采樣過程中采集到的樣品采樣信息將由采樣設備自動推送到預設的網絡數據庫中，推送過程無需也無法人工干預，從而進一步延伸對樣品采集信息的保護和監管，實現全封閉式的信息管理。
[0037]從采樣效率上來看，本發明所述的采樣方法不僅節約了人工采集信息所需的時間，而且針對傳統采樣裝置需