一种全自动化气体采样装置及采样方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子技术应用技术领域，尤其涉及一种支持远程采样控制及信息管理和配置的手持式智能数字化的全自动化气体采样装置及采样方法。
【背景技术】
[0002]目前，气体样品的精确分析如环境空气质量监测，污染排放监测以及职业卫生环境监测等领域一直遵循现场气体样品采集，样品运输，检测实验室分析的工作模式。其具体流程是由工作人员携带气体采集设备在被测现场采集规定体积的气体样品或将规定体积空气中的目标成分浓缩到装填了吸附材料的吸附管中。而后将气体样品或吸附管运送至检测实验室进行精确分析。目前，从实际运行的效果来看，这一过程存在三个方面的问题:
[0003]从样品安全角度来看，虽然在分析检测环节已经建立了较为完备的样品追踪体系。然而目前缺乏有效手段从采样现场开始就登记追踪采集样品，由此在传输过程中出现了一定的样品丢失和样品混淆的状况。这给分析检测结果的带来了一定不确定性。
[0004]从样品信息传递的角度来看，由于样品采集的地点，时间，采样的体积和采集时的环境参数均对后续的分析和监管有着至关重要的影响，而目前气体样品采集环节和样品分析环节的信息通常由人工传递，其信息传输缺乏有效封闭的渠道来保证信息的准确和客观。
[0005]从现场采集作业的效率来看，目前气体采集设备仅支持单机运行方式，而实际采样过程中，通常会根据现场实际情况确定多个测量点进行采样。这需要工作人员对多个气体采样装置逐一设置，这大大延长了现场准备时间，极大的限制了现场作业的效率。
[0006]综上所述，需要一种兼具采集样品追溯和提供封闭式信息管理功能，并同时支持远程互联的气体样品采集系统可有效的改善当前气体样品采集过程中的问题。
【发明内容】
[0007]本发明为解决目前气体样品采集设备由于缺乏样品标记手段，从而导致的气体样品在运输分析过程中造成的混淆，甚至丢失；由于缺乏封闭的样品信息传递途径，从而导致样品源头追溯信息，以及采样过程中重要的环境参数不正确，不完整甚至缺失，最终导致分析得到的环境监测数据不准确;而且单点采样已经不能满足环境监测的需求，而多点实时采样则需要更为高效的采集系统来提高现场采样的效率，但传统的气体采集设备只能支持单机操作的问题而提供一种支持远程采样控制及信息管理和配置的手持式智能数字化的气体采集装置。
[0008]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0009]—种全自动化气体采样方法，该全自动化气体采样方法包括以下步骤:
[0010]步骤一、自动扫描样品标签；
[0011]步骤二、自动建立采样记录；
[0012]步骤三、设置或调用采样程序；
[0013]步骤四、启动采样程序；
[0014]步骤五、自动记录采样过程数据和环境参数；
[0015]步骤六、实时传输采样数据和状态(可选)；
[0016]步骤七、自动结束采样程序；
[0017]步骤八、保存采样记录数据；
[0018]步骤九、推送采样记录数据到网络数据库。
[0019]进一步，所述步骤四启动采样程序采用本地或远程控制。
[0020]本发明另一目的在于提供一种全自动化气体采样装置，该全自动化气体采样装置包括主控单元、样品编码采集单元、人机界面、采样控制单元、无线通信单元和信息存储单元;所述主控单元通过数据总线与样品编码采集单元、人机界面、采样控制单元、无线通信单元和信息存储单元连接；
[0021]所述样品编码采集单元包括气体采样管、条码扫描器、第一一维或二维条形码、第二一维或二维条形码;所述气体采样管包括吸附管管体以及吸附管的密封盖，所述第一一维或二维条形码安装在吸附管管体上，第二一维或二维条形码安装在吸附管的密封盖一侧;所述条码扫描器集成在气体采集装置上并与第一一维或二维条形码和第二一维或二维条形码信号连接；
[0022]所述采样控制单元包括流量压力测量单元、流量控制单元、环境参数测量单元和电源管理单元;流量压力测量单元、流量控制单元、环境参数测量单元和电源管理单元均与主控单元电连接；
[0023]所述无线通信单元包括远程控制单元和数据推送单元，远程控制单元和数据推送单元均与主控单元连接，数据推送单元与外部服务器无线连接；
[0024]所述信息存储单元包括用户身份信息模块、采样数据记录模块、操作日志模块和预设采样程序模块;所述用户身份信息模块、采样数据记录模块、操作日志模块和预设采样程序模块均与主控单元电连接。
[°°25] 进一步，所述流量压力测量单元包括流量传感器和压力传感器，
[0026]进一步，所述流量控制单元为电动隔膜气体栗或流量控制电子比例阀。
[0027]进一步，所述条码扫描器或为射频数字标签读取器，所述射频数字标签读取器集成在气体采集装置上同时在吸附管的密封盖顶部安装与射频数字标签读取器信号连接的第一射频数字标签。
[0028]进一步，所述气体采样管管体上或安装笔夹式的夹子，所述夹子安装第三一维或二维条形码或在夹子上安装固定第二射频数字标签，所述第三一维或二维条形码与集成在气体采集装置上的条码扫描器信号连接，第二射频数字标签与集成在气体采集装置上的射频数字标签读取器信号连接。
[0029]进一步，所述第一一维或二维条形码和第二一维或二维条形码通过印刷或粘贴或刻蚀设置在气体采样管上，所述第三一维或二维条形码通过印刷或粘贴或刻蚀设置在夹子上。
[0030]本发明另一目的在于提供一种互联系统构建方法，该互联系统构建方法为:
[0031]互联系统基于气体采样装置中的无线通信单元采用多种组网方式进行组建；
[0032]当采样现场需要多个气体采样装置进行多点采集时，通过多种方式将多个采样装置组成分布式采样网络，并由一个终端对整个采样网络上的每个节点进行统一配置和控制;
[0033]—种组网方式为多台气体采样装置之间采用自组网通信方式进行信息共享，安装应用软件的电脑终端或移动终端与网络中任一台气体采样装置相连进入到多台气体采样装置构建的网络，并对网络中的每一个节点进行信息交换或控制；
[0034]另一种组网方式为网络中每台气体采样装置通过无线接入点接入已经组建好的公共或专用无线网络，按照无线网络通信方式实现远程通信;安装应用软件的电脑终端或移动终端同样接入同一无线网络对网络中的每一个节点进行信息交换或控制；
[0035]该组网方式另一种为在网络内配置一台网络数据服务器，通过将该服务器的地址设为气体采样装置的数据推送地址，连接到该网络中的所有气体采样装置将采用数据推送方式将所有本地保存的采样记录自动推送到网络数据服务器中。
[0036]该全自动化气体采样装置可以自动采集所有样品采集过程中的关键信息，包括实施样品采集用户身份信息，样品编码，采样程序参数，环境参数，采样实时数据，并实时保存到采样记录中。传统的采样方式是由采样人员在采样现场对每一台采样装置手工设置采样参数，并手工记录样品编号，操作人员，采样程序参数以及环境参数。采样装置完成采样后，采样记录数据也是由操作人员手工记录。待返回实验室后，再由操作人员将所有手工记录输入到电脑终端中。事实证明，这一过程除了耗费大量的人力在信息采集、记录和登记上以夕卜，还导致了样品混淆，遗失。采样信息缺失，采样过程无法监管等严重问题。从信息追溯的角度看，采用本发明所述的采样装置的采样方法，从用户登录设备使用开始，用户身份信息，样品编号，采样程序参数，采样过程实时过程数据和环境参数均被装置自动采集生成，并由系统自动推送到网络服务器上。这一方法除了避免人工操作过程中会产生的错误和遗漏外，更为重要的是，这些信息的采集均有设备后台自动采集，操作人员无需也无法修改或删除采样数据。提高了数据的完整性和可信度。本发明所有采样过程中采集到的样品采样信息将由采样设备自动推送到预设的网络数据库中，推送过程无需也无法人工干预，从而进一步延伸对样品采集信息的保护和监管，实现全封闭式的信息管理。
[0037]从采样效率上来看，本发明所述的采样方法不仅节约了人工采集信息所需的时间，而且针对传统采样装置需