一種氣體自動連續采集系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種氣體采集設備，特別是設及一種氣體自動連續采集系統，屬 于環境監測設備領域。
【背景技術】
[0002] 大氣污染物采樣分為兩類，一是粒子狀污染物的采樣、二是氣體或蒸汽狀污染物 的采樣。采集氣體狀或蒸汽狀污染物常用的方法有直接采集法、液體采集法和固體采集法。 直接采集法是用采樣袋、真空采樣瓶或注射器直接把氣體狀污染物采集在容器里。其中，使 用注射器采氣具有較明顯優越性，是采氣操作中常用手段。其主要原因在于使用注射器采 集氣體時，注射器中的氣體樣品可直接注入氣體分析儀器，避免二次抽氣，較采樣袋或真空 采樣瓶節省時間也減少樣品污染可能性。然而，采用注射器采集氣體樣品時，由于需要頻繁 替換注射器，因而目前的實驗中大多采用手工作業。
[0003] 申請公布號為CN103389229A、名稱為"一種氣體自動采集裝置"的中國發明專利 申請公開了一種氣體自動采集裝置。該裝置包括設備主體外殼、儲備室、采氣注射器、條形 氣室、外連接轉化器、蓄電設備、控制系統、抽拉機構、擠壓機構、輪盤機構和立通自閉器。該 裝置使用輪盤機構用于采氣注射器的更換與運轉，通過抽拉機構、擠壓機構、輪盤機構和 =通自閉器之間的配合可控制采氣注射器自動采集氣體，從而達到自動、連續采氣的目的。 該裝置至少存在=方面缺陷：1)結構復雜，整個設置運轉需要4臺直流電機配合運行，易發 生各機構不能同步運轉的情形，增加裝置運行故障的概率；2)抽拉機構與=通閥的打開關 閉機構分別運行，通過控制系統控制兩者的運行節奏，缺乏一致性，因而不能解決采氣過程 中洗氣（即采樣前先排出氣道里殘存的氣體）的技術問題；3)盡管在優化設計中輪盤的上 部周邊可W均勻安裝多個注射器，但在裝置運轉時，由于沒有解決凹形卡槽與注射器活塞 柄間的自動聯接與脫離問題，因此采樣過程中多個注射器的替換操作并不能自動完成。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，提供一種結構簡單、同步控制性高、 能夠真正實現連續自動采樣的氣體采集裝置。
[0005] 本實用新型的第一個目的是提供一種結構簡單、能夠增進同步性控制的氣體自動 采集裝置，其技術方案如下：
[0006] 一種氣體自動連續采集系統，包括抽擠機構、控制系統與采氣機構，所述抽擠機構 包括抽擠電機、往復移動卡槽機構、旋轉取樣機構，其特征在于：
[0007] 所述抽擠電機轉子與往復移動卡槽機構機械聯接，抽擠電機轉子間隔正反轉動；
[0008] 所述旋轉取樣機構主體是轉輪，轉輪中部與輪軸轉動聯接；轉輪外表面沿軸向安 裝注射器，注射器活塞柄與往復移動卡槽機構間歇聯接，所述往復移動卡槽機構往復移動 方向與轉輪軸向相同；
[0009] 采氣機構包括微氣室、采氣針管；所述微氣室與采樣區氣體聯通，所述采氣針管安 裝在注射器針管頭，并隨往復移動卡槽機構的往復移動刺入或脫出微氣室；
[0010] 所述控制系統包括電源與控制電路，所述電源與抽擠電機電聯接，所述控制電路 與抽擠電機轉子電聯接，控制抽擠電機轉子正反轉動的角度、交替時間、次數。 W11] 上述氣體自動連續采集系統由控制系統控制抽擠電機帶動系統各機構的運轉。在 供電條件下，抽擠電機轉子在正反兩個方向交替轉動。隨著抽擠電機轉子正反轉動，與抽擠 電機聯接的往復移動卡槽機構往復移動，從而與旋轉取樣機構主體轉輪上安裝的注射器實 現間歇聯接，并對注射器活塞柄產生推拉力，完成注射器內氣體的采進與排出。控制系統的 控制電路采用電子時間控制器，如雙延時繼電器，控制轉子正反轉動角度及間隔時間。依據 注射器的規格可W計算出往復移動卡槽機構完成一次氣體的采進與排出需要完成的往復 移動距離，進而計算出轉子正反旋轉的角度、交替時間、次數。
[0012] 進一步地，上述氣體自動連續采集系統，往復移動卡槽機構包括與抽擠電機轉子 兩端連接的連接軸，連接軸兩端分別與軌道移動聯接，沿軌道往復移動；抽擠電機機殼與卡 槽連桿一端固定聯接；卡槽連桿另一端聯接凹形卡槽；凹形卡槽與注射器活塞柄通過彈性 卡扣間歇聯接。
[0013] 本實用新型進一步的目的是解決氣體采集過程中多個注射器自動替換的問題，進 一步改進是增加換向機構，具體技術方案如下：
[0014] 上述氣體自動連續采集系統，抽擠機構還包括換向機構；換向機構與往復移動卡 槽機構聯接、與轉輪間歇聯接。
[0015] 系統中增加換向機構后，換向機構將往復移動卡槽機構沿轉輪軸向的往復移動換 向，轉換為轉輪繞輪軸間歇轉動，實現系統在一個抽擠電機帶動下往復移動卡槽機構與旋 轉取樣機構在不同運動方向上的同步配合。利用控制電路的電子時間控制器，設置轉子正 反轉動角度、交替時間、次數，可W設置往復移動卡槽機構往復運動與轉輪旋轉運動間的配 合步驟，當往復移動卡槽機構與轉輪帶動注射器完成一次氣體采集后，轉輪旋轉使相鄰的 下一個注射器轉動到采樣位點，實現注射器替換，繼續采樣。
[0016] 為解決注射器替換過程中注射器活塞柄與凹形卡槽聯接與脫離的問題，凹形卡槽 的設計可進一步優化。具體是：凹形卡槽近注射器活塞柄接觸面開有中孔，注射器活塞柄在 轉輪軸向上間歇穿過中孔且與彈性卡扣件間歇聯接；中孔兩側沿轉輪外周切向開有缺口。 該氣體自動連續采集系統，隨著凹形卡槽的往復移動，注射器活塞柄在轉輪軸向上穿過中 孔并與彈性卡扣件聯接。此后當轉輪旋轉時，已在轉輪軸向上與凹形卡槽卡接的注射器活 塞柄沿轉輪外周切向從缺口脫出凹形卡槽。當相鄰的下一個注射器轉動到采樣位點時，凹 形卡槽從轉輪軸向上與注射器活塞柄卡接。
[0017] 進一步地，轉輪近往復移動卡槽機構端頭有與注射器安裝位置相對應且數量相等 的棘齒，換向機構的驅動桿與棘齒間歇聯接。轉輪外表面有與棘齒位置相對應且數量相等 的轉輪止口，換向機構的制動桿與轉輪止口間歇聯接。換向機構包括旋轉扳機，旋轉扳機通 過定位件與旋轉扳機基板轉動聯接；旋轉扳機的受力凸起與換向連桿一端緊接，換向連桿 另一端與卡槽連桿固定聯接；驅動桿與制動桿分別通過定位件與旋轉扳機基板轉動聯接； 旋轉扳機分別與驅動桿、制動桿緊接，驅動桿、制動桿分別與棘齒、轉輪止口間歇聯接。
[0018] 上述氣體自動連續采集系統，換向機構的驅動桿隨往復移動卡槽機構運動時，撥 動棘齒使轉輪轉動。當轉輪轉動一定角度時，換向機構的制動桿與轉輪止口聯接，將轉輪制 動。換向機構通常采用換向杠桿設計，利用換向連桿使往復移動卡槽機構在移動過程中帶 動與固定點轉動聯接的旋轉扳機轉動，旋轉扳機再分別帶動與各自與固定點轉動聯接的驅 動桿、制動桿轉動，從而撥動或制動轉輪。
[0019] 在系統運行過程中，由抽擠電機帶動的往復移動卡槽機構的每一次往復移動并非 都需要進行注射器的采氣或排氣操作，本實用新型進一步的目的是解決往復移動卡槽機構 始終發生的往復移動與注射器采氣、排氣的配合問題，進一步的技術方案如下：采氣機構還 包括=通閥、撥轉機構；=通閥通過一氣路口聯接在注射器針管頭與采氣針管之間，=通閥 另一氣路口游離；撥轉機構撥動=通閥柄間歇旋轉。。進一步地，撥轉機構包括拔轉電機，拔 轉電機的轉子連接拔轉桿，拔轉桿與=通閥柄緊接；電源與拔轉電機電聯接，控制電路與拔 轉電機轉子電聯接，控制拔轉電機轉子轉動角度及間隔時間。由撥轉機構撥動=通閥柄的 旋轉時間及角度，可W使注射器針管頭與采樣區氣體聯通或隔斷。再利用控制電路控制撥 轉機構撥動=通閥柄的時間及角度，與擠抽電機轉子的運動相配合，便能實現系統整體采 氣過程的控制。
[0020] 在完整采氣過程中，注射器需要進行采氣、排氣、洗氣等步驟，注射器柄與凹形卡 槽也會發生聯接、分離等動作。因此，上述氣體自動連續采集系統對注射器的安裝結構進一 步優化，具體方案是：系統還包括注射器安裝器；注射器安裝器固定在轉輪外周，包括I、 II安裝件，I、II安裝件間有T型間隙，T型間隙的寬處有止回件；止回件包括折型薄片，折 型薄片一頂邊與T型間隙的寬處內壁聯接，折型薄片向T型間隙內壁折疊并與T型間隙內 壁間形成模形空間，彈黃安裝在模形空間內且與T型間隙內壁固定聯接。注射器安裝器能 夠保證注射器轉動到采樣位點之后，注射器能夠在沿轉輪軸向移動過程中適時與注射器安 裝器卡合