恒温恒压气体采样器的制作方法

1.本实用新型涉及气体采样技术领域，是一种恒温恒压气体采样器。


背景技术：

2.目前在气体采样的过程中，大多用球胆（类似于气球）采样，采样后由于温度和压力的变化，使得部分种类的气体在球胆内会发生变化（由气态变为液态）例如：甲醇等有机蒸汽，在从容纳容器中采集到采样容器中后，由气态变为液态，致使气体分析结果误差较大、分析数据的不准确，进而给安全生产、装置运行带来很大的安全隐患。由此需要一种能保持采样容器内的气体与容纳容器中的气体温度压力每时每刻都相等的恒温恒压的气体采样装置，确保气体的组分浓度在样品采集的过程中不发生变化，使分析数据准确无误。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种恒温恒压气体采样器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有气体采样装置存在的采样后采样容器内的气体与被采样容器内的气体的温度压力不相同，不能保证采样容器内的气体温度压力恒定的问题。
4.本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种恒温恒压气体采样器，包括箱体、采样总成、供电电源和控制系统，所述供电电源和采样总成均设置于箱体内，采样总成包括采样管、进气管和出气管，采样管内部滑动密封安装有活塞，活塞顶部固定安装有活塞杆，采样管顶部设有限位板，活塞杆上端穿过限位板并与用于带动活塞杆上下移动的动力执行机构连接，采样管底部密封安装有封板，对应活塞与封板之间位置的采样管壁上设有与采样管连通的进气管，进气管的另一端伸出箱体外部出气管一端固定安装于封板上并与采样管内部连通，另一端伸出箱体外部，采样管外侧套装有加热套，动力执行机构和加热套分别与控制系统连接，动力执行机构、加热套及控制系统分别与供电电源连接。
5.下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
6.上述动力执行机构可包括固定安装于箱体内部的步进电机、固定安装于步进电机输出轴上的齿轮及竖直安装于活塞杆上端并与齿轮啮合的齿条。
7.上述控制系统可包括温度传感器、压力传感器、温度采集模块、压力采集模块、文本显示器、中央处理器、温控开关和步进电机控制器，所述温度传感器和压力传感器均固定安装于封板上并位于采样管内部，温度传感器与温度采集模块电连接，压力传感器与压力采集模块电连接，加热套与温控开关电连接，步进电机与步进电机控制器电连接，温度采集模块、压力采集模块、文本显示器、温控开关和步进电机控制器均与中央处理器电连接。
8.上述加热套可包括套管，套管壁上设有呈螺旋上升且镶嵌在套管壁内的加热丝，加热丝与温控开关电连接。
9.上述供电电源可包括电源开关、蓄电池和电源适配器，电源开关与电源适配器连接，蓄电池与电源适配器连接以通过电源适配器为其充电。
10.上述箱体外侧壁上可设有控制面板，文本显示器和电源开关均固定安装于控制面
板上。
11.上述箱体顶壁上可固定安装有提手。
12.本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过设置温度传感器和压力传感器对采样管内气体的温度、压力实时监测，并通过加热套和活塞调接采样管内气体的温度、压力，进而使采样管内气体的温度、压力恒定地保持在与被采样容器内气体的温度、压力相同的值，进而确保检测的准确性。
附图说明
13.附图1为本实用新型最佳实施例的立体图。
14.附图2为附图1中采样管的主视剖视结构示意图。
15.附图3为本实用新型最佳实施例的控制原理结构框图。
16.附图中的编码分别为：1为箱体，2为采样管，3为进气管，4为出气管，5为活塞，6为活塞杆，7为限位板，8为封板，9为加热套，10为步进电机，11为齿条，12为齿轮，13为温度传感器，14为压力传感器，15为温度采集模块，16为压力采集模块，17为文本显示器，18为中央处理器，19为温控开关，20为步进电机控制器，21为电源适配器，22为蓄电池，23为控制面板，24为电源开关，25为提手。
具体实施方式
17.本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
18.在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
19.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
20.如附图1、2、3所示，该恒温恒压气体采样器包括箱体1、采样总成、供电电源和控制系统，所述供电电源和采样总成均设置于箱体1内，采样总成包括采样管2、进气管3和出气管4，采样管2内部滑动密封安装有活塞5，活塞5顶部固定安装有活塞杆6，采样管2顶部设有限位板7，活塞杆6上端穿过限位板7并与用于带动活塞杆6上下移动的动力执行机构连接，采样管2底部密封安装有封板8，对应活塞5与封板8之间位置的采样管2壁上设有与采样管2内部连通的进气管3，进气管3的另一端伸出箱体1外部，出气管4一端固定安装于封板8上并与采样管2内部连通，另一端伸出箱体1外部，采样管2外侧套装有加热套9，动力执行机构和加热套9分别与控制系统电连接，动力执行机构、加热套9及控制系统分别与供电电源电连接。使用时，在进气管3和出气管4伸出箱体1的一端上分别安装一根软管，进气管3上的软管的另一端与被采样容器连通，样品气体经软管流入采样管2中，待样品气体将采样管2中的空气置换完毕后，使用夹子将两根软管夹紧，通过控制系统控制加热套9的加热和控制活塞5的移动，进而使采样管2中的样品气体与被采样容器内的气体温度、压力相同且保持恒定不变。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过控制系统控制加热套9加热和控制活塞5上下移动进而保证采样管2内样品气体的温度和压力恒定、保证采样气体的浓度不变，进而确保检测的准确性。
21.可根据实际需要，对上述恒温恒压气体采样器作进一步优化或/和改进：
22.如附图1所示，动力执行机构包括固定安装于箱体1内部的步进电机10、固定安装于步进电机10输出轴上的齿轮12及竖直安装于活塞杆6上端并与齿轮12啮合的齿条11。使用时，电机带动齿轮12转动，齿轮12带动齿条11移动，进而带动活塞杆6及活塞5移动，对采样管2内的样品气体进行压缩或扩张，以此来调节采样管2内样品气体的压力。根据需要，可选用模数较小的齿轮12、齿条11，以精确的控制活塞5移动的距离，进而使得压力调整更准确。
23.如附图3所示，控制系统包括温度传感器13、压力传感器14、温度采集模块15、压力采集模块16、文本显示器17、中央处理器18、温控开关19和步进电机控制器20，所述温度传感器13和压力传感器14均固定安装于封板8上并位于采样管2内部，温度传感器13与温度采集模块15电连接，压力传感器14与压力采集模块16电连接，加热套9与温控开关19电连接，步进电机10与步进电机控制器20电连接，温度采集模块15、压力采集模块16、文本显示器17、温控开关19和步进电机控制器20均与中央处理器18电连接。根据需要，温度传感器13采用pt100型；压力传感器14采用米科的mik-p300型；温度采集模块15采用研华的adam-4000型；压力采集模块16采用正为的wm6310型；文本显示器17采用西门子的s7-200td400c型；中央处理器18使用plc，采用西门子的s7
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1214c型；温控开关19采用旭程的ksd301系列；步进电机控制器20采用飞力美的fdv225s型。使用时，在采样过程中记录被采样容器内的气体压力和温度并通过文本显示器17输入到中央处理器18中作为预设值，采样完成后将进气管3和出气管4用夹子夹紧，温度传感器13和压力传感器14对采样管2内样品气体的温度、压力进行实时监测，并通过温度采集模块15和压力采集模块16将监测数据传送至中央处理器18中，当温度变低时，中央处理器18控制温控开关19打开，进而加热套9对采样管2进行加热，当压力变低时，中央处理器18控制步进电机控制器20进而控制步进电机10转动，移动活塞5压缩采样管2内的样品气体，通过以上控制实现采样管2内样品气体温度、压力始终保持与被采样容器内气体温度、压力相同的值。
24.根据需要，加热套9包括套管，套管壁上设有呈螺旋上升且镶嵌在套管壁内的加热丝，加热丝与温控开关19电连接。通过使用加热套9可对采样管2进行均匀的加热，避免采样管2局部温度过高影响样品气体。
25.如附图1所示，供电电源包括电源开关24、蓄电池22和电源适配器21，电源开关24与电源适配器21连接，蓄电池22与电源适配器21连接以通过电源适配器21为其充电。通过使用电源适配器21便于采用220v电压给蓄电池22充电。
26.如附图1所示，箱体1外侧壁上设有控制面板23，文本显示器17和电源开关24均固定安装于控制面板23上。通过在外侧壁上设置控制面板23并将文本显示器17和电源开关24均固定控制面板23上，便于进行操作。
27.如附图1所示，上述箱体1顶壁上固定安装有提手25。通过在箱体1顶壁上设置提手25，便于操作人员携带本装置。
28.以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。