一种示踪气体采集装置和系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种示踪气体采集装置和系统，示踪气体采集装置包括气体采集部分、控制器、电源部分、数据采集传输部分和GPS部分。气体采集部分包括进气管、设置于进气管上的气泵和流量调节阀、分别与进气管相连接的m个支气路、一一对应设置于各个支气路上的m个电磁阀、与m‑1个支气路一一对应连接的m‑1个气袋、与另一个支气路上的电磁阀相连接的排空阀。控制器基于远程控制信号或预设的采样时间分别生成气泵和各个电磁阀对应的采样控制信号而控制气泵和各个电磁阀。电源部分为控制器、气泵、各个电磁阀供电。数据采集传输部分接收远程控制信号并传输给控制器。GPS部分向控制器传输时间和空间信息。本实用新型专利技术可以自动化进行示踪气体采样，提高采样工作效率，降低采样成本。

【技术实现步骤摘要】
一种示踪气体采集装置和系统
本技术属于气体采样领域，具体涉及一种用于采集示踪气体的装置和系统。
技术介绍
在某些领域中，需要释放示踪气体并在一定区域内对示踪气体进行采样，从而进行相关研究工作。例如，为了研究核电厂周边的大气扩散状况，在气象塔上以恒定速度释放示踪气体。示踪气体随着大气在自然风速和风向的作用下扩散，在示踪气体释放点周边指定区域内设置多个采样点，在各采样点分别定时分段采集空气样本，后续对样本进行示踪气体浓度检测，结合相关位置和时间信息，可以分析出该地区大气扩散时空分布场。对示踪气体进行采样是上述技术的关键点。传统的示踪气体采样采用人工采样方式，需要大量人员携带采样设备到采样点现场进行手动采样，大量人员需要长时间停留分散在各个采样点进行采样工作，就需要大量的人力和财力。因此，需要设计一种新型的能够替代人工进行自动采样的采样装置和系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够替代人工对示踪气体进行自动采样的采样装置。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种示踪气体采集装置，布置于示踪气体释放点周边的采样区域内，所述示踪气体采集装置包括：用于采集示踪气体的气体采集部分；所述气体采集部分包括进气管、设置于所述进气管上的气泵、设置于所述进气管上的流量调节阀、分别与所述进气管相连接的m个支气路、一一对应设置于各个所述支气路上的m个电磁阀、与m-1个所述支气路一一对应连接的m-1个气袋、与另一个所述支气路上的所述电磁阀相连接的排空阀；m为大于或等于2的正整数。基于对应的远程控制信号或预设的采样时间分别生成所述气泵和各个所述电磁阀对应的采样控制信号而控制所述气泵和各个所述电磁阀的控制器；为所述控制器、所述气泵、各个所述电磁阀供电的电源部分；接收所述远程控制信号并传输给所述控制器的数据采集传输部分；用于进行计时和定位并向所述控制器传输时间信息和空间信息的GPS部分。优选的，所述气体采集部分号包括与所述进气管相连接的总气路，各个所述支气路分别与所述总气路相连接而实现与所述进气管相连接。优选的，所述气体采集部分还包括设置于所述进气管上的流量计。优选的，所述流量计采用玻璃转子流量计。优选的，所述电源部分包括电池、与所述电池相连接并进行电压转换而输出可用电源信号的可调电源。优选的，所述电池采用聚合物锂离子电池。优选的，所述数据采集传输部分包括DTU模块。优选的，所述GPS部分包括GPS定位模块。优选的，所述控制器经对应驱动电路而与各个所述电磁阀相连接。本技术还提供一种示踪气体采集系统，它包括n个如前所述的示踪气体采集装置，还包括用于发出所述远程控制信号的上位机，n为大于或等于2的正整数。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术可以自动化进行示踪气体采样，可以降低采样工作所需人力、财力，提高采样工作效率，降低采样成本。附图说明附图1为本技术的示踪气体采集装置的电气原理图。附图2为本技术的示踪气体采集装置中气体采集部分的示意图。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本技术作进一步描述。实施例一：一种示踪气体采集系统，包括n（n为大于或等于2的正整数）个示踪气体采集装置和上位机。上位机布置于控制室等合适位置，其用于向各个示踪气体采集装置发出对应的远程控制信号。在一次示踪气体试验中，在示踪气体释放点周边规划有采样区域，且采样区域内分布有若干采样点。则示踪气体采集装置按照试验要求分别布置于采样区域内的各个采样点处，用来对采样点位置进行气体采样。本实施例中，n=70。如附图1和附图2所示，示踪气体采集装置包括气体采集部分、控制器、电源部分、数据采集传输部分和GPS部分。气体采集部分用于采样气体，其至少包括进气管、气泵（微型泵）、流量调节阀、m（m为大于或等于2的正整数）个支气路、m个电磁阀、m-1个气袋、排空阀。进气管的一端形成进气口，气泵和流量调节阀依次设置在进气管上，从而控制进气管中的气体流动状态。进气管上还可以设置流量计。如玻璃转子流量计。m个支气路分别与进气管的另一端相连接，还可以在进气管的另一端连接一总气路，并将各个支气路分别与总气路相连接，从而实现支气路与进气管的连接。m个电磁阀一一对应设置于各个支气路上，从而分别控制对应的支气路。m-1个气袋与其中m-1个支气路一一对应连接，而排空阀则设置在另一个未连接气袋的支气路上并与该支气路上的电磁阀相连接。利用该气体采集部分，可以在不同的时间采集m-1个气袋的气体而用于后续分析。本实施例中，m=6，则电磁阀分别为1号至6号电磁阀。控制器用于基于其对应的远程控制信号或预设的采样时间，分别生成气泵和各个电磁阀对应的采样控制信号，从而控制气泵和各个电磁阀。控制器采用自带8路12位ADC的单片机。单片机的P2口经ULN2803驱动电路而与气泵、各个电磁阀相连接，从而控制气泵、电磁阀的开与关。控制器待命状态下12V工作电流70毫安，采样状态下（泵和阀开启）时电流约450mA。电源部分用于为控制器、气泵、各个电磁阀供电。电源部分包括电池，还可以包括与电池相连接并进行电压转换而输出可用电源信号的可调电源。其中可调电压可以集成在控制器中，控制器还可以用100k:10k电阻分压测量电池电压。电池可以采用聚合物锂离子电池，本实施例中，电池采用12V10AH聚合物锂离子电池，输出电压范围为9-12.6V。该电压范围适合12VDC额定电压的电磁阀开启范围，此时不需电压转换，简化电路。数据采集传输部分包括DTU模块（GPRS数传模块），它用于接收上位机发来的远程控制信号并传输给控制器。单片机的串口0与GPRS数传模块通讯，实现用移动网络进行远程控制及状态监控。GPS部分包括GPS定位模块，它用于进行计时和定位，并向控制器传输时间信息和空间信息。单片机的串口1与GPS定位模块通讯，从而读取时间信息和空间信息。对于上述气体采集部分，电池电压经DC-DC降压到6V（通过电位器微调电压可调节流量）为12V的微型泵供电。经试验，2V就能使EDLP600-D12B型泵产生150ml/min的流量，3V时流量200ml/min。考虑其启动和稳定性，宜采用5-6V为气泵供电，并通过流量调节阀（节流阀）调节流量。利用上述示踪气体采集系统进行示踪气体采样的流程如下：试验前，在以示踪气体释放点为中心、10公里为半径的采样区域内布置70个示踪气体采集装置，用于分别定时分段采集空气样本，用于对样本进行示踪气体浓度检测。示踪气体采集装置可以为每个样本记录GPS定位和时间信息，也应用于后续检测分析中，从而能够分析计算出该地区大气扩散时空分布场。在释放示踪气体前，示踪气体采集装置中的控制器先根据远程控制信号或者预设的采样时间，启动气泵并开启1号电磁阀，恒速采样10分钟，使第一个气袋中充满气体作为本地样品。释放示踪气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种示踪气体采集装置，布置于示踪气体释放点周边的采样区域内，其特征在于：所述示踪气体采集装置包括：/n用于采集示踪气体的气体采集部分；所述气体采集部分包括进气管、设置于所述进气管上的气泵、设置于所述进气管上的流量调节阀、分别与所述进气管相连接的m个支气路、一一对应设置于各个所述支气路上的m个电磁阀、与m-1个所述支气路一一对应连接的m-1个气袋、与另一个所述支气路上的所述电磁阀相连接的排空阀；m为大于或等于2的正整数；/n基于对应的远程控制信号或预设的采样时间分别生成所述气泵和各个所述电磁阀对应的采样控制信号而控制所述气泵和各个所述电磁阀的控制器；/n为所述控制器、所述气泵、各个所述电磁阀供电的电源部分；/n接收所述远程控制信号并传输给所述控制器的数据采集传输部分；/n用于进行计时和定位并向所述控制器传输时间信息和空间信息的GPS部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种示踪气体采集装置，布置于示踪气体释放点周边的采样区域内，其特征在于：所述示踪气体采集装置包括：
用于采集示踪气体的气体采集部分；所述气体采集部分包括进气管、设置于所述进气管上的气泵、设置于所述进气管上的流量调节阀、分别与所述进气管相连接的m个支气路、一一对应设置于各个所述支气路上的m个电磁阀、与m-1个所述支气路一一对应连接的m-1个气袋、与另一个所述支气路上的所述电磁阀相连接的排空阀；m为大于或等于2的正整数；
基于对应的远程控制信号或预设的采样时间分别生成所述气泵和各个所述电磁阀对应的采样控制信号而控制所述气泵和各个所述电磁阀的控制器；
为所述控制器、所述气泵、各个所述电磁阀供电的电源部分；
接收所述远程控制信号并传输给所述控制器的数据采集传输部分；
用于进行计时和定位并向所述控制器传输时间信息和空间信息的GPS部分。


2.根据权利要求1所述的一种示踪气体采集装置，其特征在于：所述气体采集部分号包括与所述进气管相连接的总气路，各个所述支气路分别与所述总气路相连接而实现与所述进气管相连接。


3.根据权利要求1所述的一种示踪气体采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建林，杨宗甄，钱光磊，沙向东，胡澄，鲍昕杰，刘珂，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32