。手动模式下，需用户启动或停止采样，定时模式下，定时时长到，自动停止采样，定容模式下，达到采样体积，自动停止采样。所有模式均可手动停止。
[0042]本发明多功能智能型便携空气采样器，包括用于设置流量和选择运行模式的人机交互界面；用于实时采集现场温度、大气压和背压的传感器；用于对流量检测值与流量修正后的设定值进行比较后得到流量误差信号的比较器；用于根据误差信号对应时刻的温度和背压检测信号，对误差信号进行补偿，并后对流量信号进行PID控制的控制器；用于根据控制器指令对隔膜栗进行控制的电机；用于为系统供电的供电单元；所述控制器还用于对采集体积进行计算和实时累加。本优选实例中，人机交互界面包括用于流量指示的浮子流量计和OLED显示屏；温度传感器采用温度一体的集成采集芯片，其还包括用于储存现场采样参数和采集值的存储单元。
[0043]具体的，在进行气体采样时，如图2所示，气体通过过滤嘴进入产品，经过过滤棉过滤后，进入浮子流量计，浮子流量计能直观观察到气体的流量值；气流经浮子流量计后，通过差压传感器和温度传感器，可实现管路压力和温度的检测；随后气流通过流量传感器，经过流量检测，反馈信号给控制器；通过流量传感器后，隔膜栗是系统的动力部分，抽气单元；通过隔膜栗的气体，最终经过栗体出气口，从过滤嘴的出气口排出。
[0044]在整个采集过程中，如图3所示，系统在初始化阶段完成后，手动设定流量值、采样时间、采样模式等信息后，开启系统，栗体工作。系统主控单元通过闭环系统对流量值进行检测和控制，以保证系统以设定的流量值稳定运行。
[0045]由于气体的特殊性，受温度和压力的影响比较明显，本控制系统中，对温度、大气压和背压进行实时检测，实现对系统采样流量的实时补偿，提高了整体控制系统的采样精度。
[0046]系统设计流量检测单元，控制器对检测值与设定值的误差信号进行PID运算，并通过温度和背压信号对系统进行补偿，继而进行电机转速调节，最终实现隔膜栗的流量值控制，如是循环控制，最终保证系统的工作稳定性。
[0047]本优选实例中采用镍氢电池组进行供电，镍氢电池安全性能较高，容量较大，保证了系统的工作时长和工作效率。系统采用镍氢电池电量检测系统，通过库伦计原理对系统电池剩余电量进行实时监测和反馈，并在显示主界面进行实时显示出来。流量检测单元采用MEMS集成流量传感器进行流量检测。大气压、温度实时监测单元，对空气采样器工作环境的大气压和温度进行实时采样，由于采样环境的多变性，以往的采样需要携带单独的大气压表、温度表，记录采样地的环境参数值，最终回到实验室实现采样值到标况下的转化和计算。本发明加入了大气压和温度的环境参数的采集和存储，并且通过界面可以直接实现查看，或者通过上位机进行数据调取即可，使得采样和数据处理更加细致化、系统的完整性
[0048]由于气体的特殊性，受温度和压缩变化较大，所以温度和背压在气体流量检测中属于一项很重要的参数。本发明实现了温度和背压的实时监测和补偿控制功能，将温度和背压两项重要的因素同时引入系统中，并通过控制系统对流量的真实值进行补偿和控制。同时本发明的温度检测，直接接触到管路外侧，更加贴近于气体管路温度，使得采集和补偿更加准确。
[0049]本发明优选的采用FLASH芯片实现记录和存储功能，系统能够进行现场采样参数的记录和存储功能，能够进行历史数据查看，并且通过通讯基座，实现采样数据的导出，更加节省了工人的工作时间、提高了工作效率。
【主权项】
1.多功能智能型便携空气采样器检测方法，其特征在于，包括如下步骤， 步骤一，初始化并设定流量及运行模式； 步骤二，根据现场环境温度、大气压及背压参数修正设定流量，并按照设定运行模式运行米样； 步骤三，通过流量传感器反馈管路中流量，与修正后的设定流量做差获得流量控制误差量； 步骤四，采用抗积分饱和PID控制算法，根据流量控制误差量对隔膜栗电机实时控制，实现流量控制；并通过实时的积分运算获得采样时间段内的采样体积； 步骤五，根据设定的运行模式，判断是否执行停机或反复执行步骤三、四和五。2.根据权利要求1所述的多功能智能型便携空气采样器检测方法，其特征在于，步骤二中，同时对此检测时间段内的温度、大气压和背压进行检测；并根据采集得到的温度、大气压和背压，通过转换公式，将此时间段内的采集体积转换到20°C、101.3kPa环境下的体积，并累到已采集到的这一环境下的体积上。3.根据权利要求1所述的多功能智能型便携空气采样器检测方法，其特征在于，步骤一中，设定的运行模式包括手动控制采样启停的手动模式，设定运行启动时间及运行时长的定时模式，以及设定需要的采样体积的定容模式；所有模式均能够手动停止。4.根据权利要求1所述的多功能智能型便携空气采样器检测方法，其特征在于，步骤二中，当检测到背压大于采样器的背压安全值后，输出经降流后的流量控制值，降流后的流量产生的背压在采样器的背压安全值范围内。5.根据权利要求1所述的多功能智能型便携空气采样器检测方法，其特征在于，步骤一中，设置流量后可进行设置流量的校准。6.多功能智能型便携空气采样器，其特征在于，包括， 用于设置流量和选择运行模式的人机交互界面； 用于实时采集现场温度、大气压和背压的传感器； 用于对流量检测值与流量修正后的设定值进行比较后得到流量误差信号的比较器； 用于根据误差信号对应时刻的温度和背压检测信号，对误差信号进行补偿后，对流量信号进行PID控制的控制器； 用于根据控制器指令对隔膜栗进行控制的电机； 用于为系统供电的供电单元； 所述控制器还用于对采集体积进行实时标况计算和累加。7.根据权利要求6所述的多功能智能型便携空气采样器，其特征在于，人机交互界面包括用于显示流量指示的浮子显示和数字OLED显示。8.根据权利要求6所述的多功能智能型便携空气采样器，其特征在于，还包括用于储存现场采样参数和采集值的存储单元。
【专利摘要】本发明一种系统精度高，稳定性好，适应范围广的多功能智能型便携空气采样器及其检测方法。所述方法包括步，一初始化并设定流量及运行模式；二根据现场环境温度、大气压及背压参数修正设定流量，并按照设定运行模式运行采样；三通过流量传感器反馈管路中流量，与修正后的设定流量做差获得流量控制误差量；四采用抗积分饱和PID控制算法，根据流量控制误差量对隔膜泵电机实时控制，实现流量控制；并通过实时的积分运算获得采样时间段内的采样体积；五根据设定的运行模式，判断是否执行停机或反复执行步骤三、四和五。通过对流量误差信号进行实时的补偿，配合对流量的实时监测和补偿控制，提高控制精度和采样效果，保证了低流量的精度和稳定性。
【IPC分类】G05D7/06, G01N1/22
【公开号】CN105181395
【申请号】CN201510575836
【发明人】赵富荣, 鱼亮, 毕圣凯
【申请人】麦克传感器股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月10日