一种自动气体同步采集分析系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种自动气体同步采集分析系统及方法，包括一种气体同步采集装置，自动气体同步采集分析系统和自动气体同步采集分析方法。自动气体同步采集分析系统包括气体同步采集装置、控制系统、分析仪系统、连接管路，以及多路采样头，多组四通单向阀组件，排气机构与扫描切换阀。该系统能自动的本发明专利技术根据环境风洞模型所提出的样本数量要求，可自动地对数十个气体采样口同步进行样本采集，存储样本前自动清洗输送管路与存储管路，同步暂存，自动选择样本分时切换发送至分析仪分析，它最大程度地克服测量中的误差因数，能直至得出最后结果并能保证期准确性。果并能保证期准确性。果并能保证期准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种自动气体同步采集分析系统及方法


[0001]本专利技术属于环境控制领域，涉及一种大规模多路同步采样分析装置以及实现自动化的方法。本专利技术适用于环境风洞实验室气体的同步采样与分析。

技术介绍

[0002]在环境控制领域，对空气质量的检测尤为重要；分析空气成分有助于了解空气污染的程度，可以产生解决问题的办法；环境现场采集气体样本，是空气成分分析的最直接、有效的方法，区域性的现场气体样本采集虽可实现，但工作量巨大；为再现和准确表述某一个环境模型，不仅样本的采集量大，样本获取方法的难度也很大。
[0003]为解决这个问题，世界各国采取在环境风洞实验室里建立模型来模拟现场的环境，进行多点大规模采样，样本可达数十上百；样本的数量与模型模拟的还原性正相关；但在模型环境中，人工采样也很困难，尤其是样本的同步性难以保证，从而影响所建模型的数据准确性，最终影响环境控制方法的有效性。
[0004]先进的现代控制技术的发展使得，用一种新颖的方法，做出一种装置实现大规模同步采样成为可能。
[0005]从经济的合理性角度，一般实验室不可能无限制的配备大量的气体成分分析设备对有同步性需求的气体样本进行分析；因此，需要将同步采集的气体样本用储气管暂存，然后分时供给分析仪进行分析(其过程中对被测样品的数据结果不产生影响)，需要以新的方法和新的工艺手段实现“采集”，“存储”，“输送”，“分析”全部自动化。
[0006]为了保证自动化设备在整个运行过程中，对样品的影响最小，目前国内外对自动大规模气体同步采样分析设备还没有标准规范。而国内外有多种采样设备，对同一种气体采样，所用方法不同，所得结果差别很大；其原因在于：样本数量、样本同步性与时效性、样本受输送管路和存储管路的影响、人为误差等因数。

技术实现思路

[0007]针对现有技术状况，本专利技术提供一种气体同步采集装置，能实现实验环境下多点同步采样。
[0008]本专利技术还提供一种自动气体同步采集分析系统，以解决大规模气体采样的同步性、时效性和准确性问题，避免人工采集所产生的误差。
[0009]本专利技术目的在于提供一种自动气体同步采集分析方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案为：
[0011]本专利技术提供一种气体同步采集装置，包括活塞式储气管、旋转压头机构、吸排气机构和安装支架，旋转压头机构、活塞式储气管和吸排气机构由上至下依次设置在安装支架，所述活塞式储气管包括活塞杆和储气管，储气管经多通阀分别与采样、送样、排气管路连接；若干活塞式储气管沿圆周方向均匀布置，储气管设置在安装支架上；
[0012]所述旋转压头机构包括旋转臂、旋转臂电机、以及安装在旋转臂上的压注电机与
活塞压头；所述旋转臂可绕所述安装支架中心旋转动，进而带动活塞压头对准下方不同位置上的活塞式储气管；
[0013]所述吸排气机构包括上、下滑板和升降机构，上、下滑板间隔式套装在安装支架上并与升降机构连接，活塞式储气管的活塞杆尾部设在上、下滑板之间，并由升降机构带动随上、下滑板做上下运动；下滑板沿圆周方向均匀设有一圈孔，下方的活塞式储气管的活塞杆分别套装在各孔内；上滑板上设有与下滑板上相对应的孔，且上滑板还连接有往复式回转机构，可带动上滑板往复式回转实现上、下滑板的孔对正或错位；
[0014]管路清洗或吸取样气时，上、下滑板的圆孔错位时，升降机构经上、下滑板带动活塞杆作抽排气动作；送样时，上、下滑板的孔对正，压注电机带动活塞压头下压活塞杆，将储气管中样气送出至采样单元。
[0015]进一步地，所述上、下滑板通过滑套设置在安装支架上，经中心支架与升降机构连接。
[0016]进一步地，所述旋转臂电机经齿轮传动构与旋转臂连接。
[0017]本专利技术还提供一种自动气体同步采集分析系统，包括上述气体同步采集装置、控制系统、分析仪系统、连接管路，以及：
[0018]多路采样头，为气体采集入口，每路采样头连接一组活塞式储气管；
[0019]多组四通单向阀组件，为气体流向控制部件，每组连接一组活塞式储气管；由三个单向阀和一个四通阀组合而成，四个接口中入口与对应气路的采样头连接，三路出口：一路与活塞式储气管出入口连接，一路与排气阀入口连接，一路与扫描切换阀入口连接；
[0020]排气机构，用于将多路气体合并成一路排出，设有多路入口，一路出口，每个入口与对应四通单向阀组件出口连接；
[0021]扫描切换阀，为多选一样气分时切换分送机构，包括多路入口和一路出口，每路入口经一组四通单向阀组件连接一组活塞式储气管，出口与分析仪系统口入连接。
[0022]进一步地，所述多路采样头，每一路采样头设有过虑器，并分别连接一个活塞式储气管的四通单向阀组件；
[0023]进一步地，所述排气机构包括排气阀、流量计、旁路阀和抽气泵；
[0024]排气阀，设有n路入口，一路出口，每一入口与对应一路四通单向阀组件出口连接，用于将多路气体合并成一路排出；
[0025]流量计，入口与所述排气阀出口连接；
[0026]旁路阀，入口与所述流量计出口连接；有两路出口，一路出口为排空口，用以调节流量，另一路出口与抽气泵入口连接；
[0027]抽气泵，入口与所属旁路阀出口连接。
[0028]进一步地，控制系统包括电源、人机界面、控制器和功率输出器件。
[0029]本专利技术还提供基于上述系统的自动气体同步采集分析方法，包括以下步骤：
[0030]3)管路组装及系统调试；
[0031]4)管路清洗与样气采集；
[0032]3)系统送样通路选取与送样分析。
[0033]步骤1)中，管路组装及系统调试时，在每一个采样的入口设置一个用惰性材料制成的微型过滤器，接着设置一个四通单向气阀；
[0034]步骤2)中，管路清洗与样气采集时，用抽进被测气体的前段气体冲洗管路，将后段予以保存，具体步骤为：
[0035]打开真空泵和排气阀，当所有采样口的初始样气段经过
△
t1时间后关闭真空泵，然后启动升降机构进行至少大于一次的上下往复运动，经
△
t2时间，对所有储气管进行抽气和排气；升降机构向上运动时所有储气管抽气(此时真空泵排气阀在关闭状态)，升降机构向下运动时所有储气管排气(此时排气阀在打开状态)，通过流量计算表明是否已完成对主管路原气体的置换；之后储气管完成最后一次抽气(
△
t3)，随后电磁阀控制活塞式储存管活塞解锁，升降机构向下运动而活塞不动，直到升降机构停止，完成n路气体同步采样；
[0036]步骤3)中，系统送样通路选取与送样分析，具体步骤是：
[0037]由控制系统从当前活塞式储气管作为第一个开始依次送样，由所述旋转压头机构定位所送活塞式储气管样气，由扫描切换阀连通对应管路，在通过所述控制系统与分析仪系统通讯完成后即分析仪的“准备接收样气信号”发出后，由升降机构推动所述活塞式储存管的活塞杆下行，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体同步采集装置，其特征在于：包括活塞式储气管、旋转压头机构、吸排气机构和安装支架，旋转压头机构、活塞式储气管和吸排气机构由上至下依次设置在安装支架，所述活塞式储气管包括活塞杆和储气管，储气管经多通阀分别与采样、送样、排气管路连接；若干活塞式储气管沿圆周方向均匀布置，储气管设置在安装支架上；所述旋转压头机构包括旋转臂、旋转臂电机、以及安装在旋转臂上的压注电机与活塞压头；所述旋转臂可绕所述安装支架中心旋转动，进而带动活塞压头对准下方不同位置上的活塞式储气管；所述吸排气机构包括上、下滑板和升降机构，上、下滑板间隔式套装在安装支架上并与升降机构连接，活塞式储气管的活塞杆尾部设在上、下滑板之间，并由升降机构带动随上、下滑板做上下运动；下滑板沿圆周方向均匀设有一圈孔，下方的活塞式储气管的活塞杆分别套装在各孔内；上滑板上设有与下滑板上相对应的孔，且上滑板还连接有往复式回转机构，可带动上滑板往复式回转实现上、下滑板的孔对正或错位；管路清洗或吸取样气时，上、下滑板的圆孔错位时，升降机构经上、下滑板带动活塞杆作抽排气动作；送样时，上、下滑板的孔对正，压注电机带动活塞压头下压活塞杆，将储气管中样气送出至采样单元。2.根据权利要求1所述气体同步采集装置，其特征在于：所述上、下滑板通过滑套设置在安装支架上，经中心支架与升降机构连接。3.根据权利要求1所述气体同步采集装置，其特征在于：所述旋转臂电机经齿轮传动构与旋转臂连接。4.一种自动气体同步采集分析系统，其特征在于：包括权利要求1-3所述气体同步采集装置、控制系统、分析仪系统、连接管路，以及：多路采样头，为气体采集入口，每路采样头连接一组活塞式储气管；多组四通单向阀组件，为气体流向控制部件，每组连接一组活塞式储气管；由三个单向阀和一个四通阀组合而成，四个接口中入口与对应气路的采样头连接，三路出口：一路与活塞式储气管出入口连接，一路与排气阀入口连接，一路与扫描切换阀入口连接；排气机构，用于将多路气体合并成一路排出，设有多路入口，一路出口，每个入口与对应四通单向阀组件出口连接；扫描切换阀，为多选一样气分时切换分送机构，包括多路入口和一路出口，每路入口经一组四通单向阀组件连接一组活塞式储气管，出口与分析仪系统口入连接。5.根据权利要求4所述自动气体同步采集分析系统，其特征在于：所述多路采样头，每一路采样头设有过虑器，并分别连接一个活塞式储气管的四通单...

【专利技术属性】
技术研发人员：马进，姚增权，郭小平，郝天明，赵秀勇，王圣，田文鑫，
申请(专利权)人：国电环境保护研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：