可全程标定大气采样系统的制作方法
【专利摘要】一种可全程标定大气采样系统，包括采样单元、内外标校控制箱、中央控制单元、A/D模块和I/O模块。采样单元包括采样总管、采样汇管、加热部件、总管温度传感器、加热温度传感器、抽气风机和接水容器。室外进样管路上部向下弯曲，采样总管垂直向下。总管温度传感器安装在采样总管上，加热温度传感器和加热部件安装在采样汇管上。采样管路采用硼硅酸盐玻璃制成。其优点在于：由于室外进气管路设计为向下弯曲的形式，采样管路采用硼硅酸盐玻璃制成，保证了对采样气体，特别对VOCs、羰基类化合物无吸附。同时，采样过程中实现了室内、外采样管路的等温差控制，防止了采样过程管路内冷凝水露对采样的干扰而导致测量不准确，测量结果更接近于真实值。
【专利说明】可全程标定大气采样系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及监测系统，特别涉及一种可全程标定大气采样系统。
【背景技术】
[0002]常规大气采样中，影响采集效果的主要因素有:采样管的长度、直径、流速、压降以及采样管的材料。采样管本身的设计和材质会影响目标化合物的采集效率，监测规范中要求采样材质为聚四氟乙烯或硼酸盐玻璃。针对常规大气，应用较多的是聚四氟乙烯，但该材质容易引起采样过程中VOCs、羰基化合物等有机物质的吸附和解析问题。
[0003]另外，通常监测规范要求对空气气态污染物分析仪定期标定，但由于环境空气在经过采样单元时样气中的灰尘会附着在采样单元管路内壁，灰尘的累积对测量结果会造成干扰，为了量化采样单元中附着物对监测结果的干扰程度，需要对整个监测系统定期做全程标定。
[0004]目前环境空气气态污染物连续自动监测站房中配套的采样单元，由于室内外空气温度的差异会导致采样总管内壁结露从而影响采样效果。南方夏季室内温度一般保持在20?25°C，而室外温度一般大于30°C，这种温度差异会导致样气预冷凝结，形成凝露，对监测污染物形成吸附。防止采样过程中监测污染物对采样管内壁结露的吸附，对采样管需要采取措施，保证屋内与屋外采样管的温差恒定。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的就是要克服现有技术的上述缺陷，提供一种可全程标定大气采样系统，可以保证对采样气体，特别对VOCs、羰基类化合物无吸附。同时，采样过程中实现了室内、外采样管路的等温差控制，防止了采样过程管路内冷凝水露对采样的干扰而导致测量不准确，测量结果更接近于真实值。
[0006]为达到上述目的，本实用新型提供的可全程标定大气采样系统，包括采样单元、内外标校控制箱、中央控制单元及与其分别相连接的A/D模块和I/O模块，所述采样单元包括室外部分和室内部分，所述室外部分安装在监测站房顶，将采样总管上部设计为向下弯曲的形式，弯曲部分设有标准气进气管，所述采样总管垂直向下安装，所述采样总管的底部安装有接水容器，所述室外部分还包括总管温度传感器，所述总管温度传感器安装在所述采样总管上；所述室内部分包括采样汇管、加热部件、加热温度传感器和抽气风机，其中，所述采样汇管与所述采样总管水平连通，所述采样汇管设有若干与其连通的支管接头，所述加热部件安装在所述采样汇管右侧的入口一端，所述加热温度传感器安装在位于所述加热部件后部的所述采样汇管上，所述抽气风机安装在所述采样汇管左侧的出口 一端，所述抽气风机的排气口与大气相通；所述采样总管、采样汇管、支管接头和接水容器都采用硼硅酸盐玻璃制成；所述总管温度传感器和加热温度传感器分别与所述A/D模块和中央控制单元依次相连接，所述内外标校控制箱与所述中央控制单元相连接，所述中央控制单元通过I/O模块与所述加热装置和抽气风机分别相连接。[0007]本实用新型可全程标定大气采样系统，其中所述中央控制单元采用嵌入式电脑构成并连接有显示模块。
[0008]本实用新型可全程标定大气采样系统，其中所述中央控制单元连接有子站工控机，中央控制单元设有RS485接口、RJ45接口或无线网卡。
[0009]本实用新型可全程标定大气采样系统的优点和积极效果在于:由于室外进气管路设计为向下弯曲的形式，采样管路中所有与大气样气接触部分，包括采样总管、采样汇管、支管接头和接水容器都采用硼硅酸盐玻璃制成，保证对采样气体，特别对VOCs、羰基类化合物无吸附。同时，加装了总管温度传感器、加热温度传感器、加热部件、接水容器和抽气风机，在采样过程中实现了室内、外采样管路的等温差控制，防止了采样过程采样管路内的冷凝水露对采样的干扰而导致测量不准确，测量结果更接近于环境大气真实值。
[0010]下面结合实施例详细描述本实用新型提供的可全程标定大气采样系统的技术方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型可全程标定大气采样系统的方框图；
[0012]图2是本实用新型可全程标定大气采样系统中采样单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]参照图1，本实用新型提供的可全程标定大气采样系统，包括采样单元和中央控制单元及与其分别相连接的A/D模块、显示模块及I/O模块。
[0014]参照图2，分为室内部分和室外部分，采样单元室外部分安装在监测站房房顶，采样单元的室外进气管路竖直向下与采样单元的室内部分连接。
[0015]室外部分通常安装在监测站房房顶，主要包括采样总管1、总管温度传感器5和接水容器9等部分。室外进样管路上部设计为向下弯曲的形式，弯曲部分设有标准气进气管
4。采样总管I垂直向下，总管温度传感器5安装在采样总管I上，接水容器9安装在采样总管I的底部。
[0016]室内部分包括采样汇管2、加热部件3、加热温度传感器6和抽气风机7。采样汇管2与采样总管I水平连通，并设有若干与其连通的支管接头10。加热部件3安装在采样汇管2右侧的入口一端,加热温度传感器6安装在位于加热部件3后部的米样汇管2上,抽气风机7安装在采样汇管2左侧的出口一端。抽气风机7的排气口与大气相通。
[0017]采样管路中所有与大气样气接触部分，包括采样总管1、采样汇管2、支管接头10和接水容器9都采用硼硅酸盐玻璃制成，保证对采样气体，特别对VOCs、羰基类化合物无吸附。
[0018]一台嵌入式电脑作为整个系统的中央控制单元，配合I/O模块、A/D模块及显示模块构成整个该系统的核心部件，设有RS485接口。参照图1，总管温度传感器5和加热温度传感器6分别与A/D模块和中央控制单元依次相连接。中央控制单元通过I/O模块与加热装置3和抽气风机7分别相连接。中央控制单元连接有内外标校控制箱。
[0019]在本实用新型可全程标定大气采样系统中，中央控制单元还连接有子站工控机。中央控制单元支持有线和无线网络通讯方式，可通过RJ45接口或无线网卡连接监测站房的网络，与子站工控机等平台通讯。
[0020]下面说明本实用新型可全程标定大气采样系统的工作过程。
[0021]该采样系统可分为两种工作模式:等温差模式、标校模式。其中标校模式又可细分为内标模式和全程标校模式。
[0022]等温差模式:
[0023]该模式主要应用于南方夏季高温高湿的环境中，当系统处于这种工作模式下时:环境空气受到抽气风机抽力作用，从进气口进入采样管路，成为待分析的样气。总管温度传感器5获得室外的温度，当温度值小于设定值时加热装置3自动开启，加热样气，并且保证室内管路加热样气的温度高于室外2?3°C。通过加热,可使采样系统在屋内外有一个恒定的温差，这个温差一般保持在室内比室外高出2?:TC，这样可以避免采样过程中，室外空气遇冷凝结，形成凝露的现象。
[0024]内标模式:当选择内标模式时，标气经进气管4进入系统。在此同时，抽气风机7一直工作，系统所连接的其它未标校仪器不受标气影响，继续分析环境空气。
[0025]全程标定模式:
[0026]全程标定模式可用来判断系统对测量结果影响的程度。
[0027]进行选用混合标气压力钢瓶时，又可同时对多台分析仪标校。选择此模式后，过量标气从标校控制箱直接通到室外靠近采样进气口的部位，抽气风机延迟20秒后停止工作。这种模式下，所有分析仪均受标气影响。
[0028]启用本实用新型可全程标定大气采样系统后:在正常采样时，抽气风机开启，总管温度传感器5通过A/D模块将室外样气温度传送给中央控制单元，中央控制单元判断当前温度是否在设定值范围之内，如果样气温度超出设定范围，则通过I/O模块控制启动加热装置3，控制室内采样管的温度高于室外2?3°C;若样气温度低于设定值，则加热装置3不启动。
[0029]中央控制单元支持有线和无线网络通讯方式，可通过RJ45接口或无线网卡连接监测站房的网络，与子站工控机等平台通讯。系统支持在Windows系统下查看有关参数。
[0030]上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【权利要求】
1.可全程标定大气采样系统，包括采样单元、内外标校控制箱、中央控制单元及与其分别相连接的A/D模块和I/O模块,所述米样单兀包括室外部分和室内部分,所述室外部分安装在监测站房顶，将采样总管(I)上部设计为向下弯曲的形式，弯曲部分设有标准气进气管(4)，所述采样总管(I)垂直向下安装，所述采样总管(I)的底部安装有接水容器(9)，其特征在于:所述室外部分还包括总管温度传感器(5)，所述总管温度传感器(5)安装在所述采样总管(I)上；所述室内部分包括采样汇管(2)、加热部件(3)、加热温度传感器(6)和抽气风机(7 )，其中，所述采样汇管(2 )与所述采样总管(I)水平连通，所述采样汇管(2 )设有若干与其连通的支管接头(10 )，所述加热部件(3 )安装在所述采样汇管(2 )右侧的入口 一端，所述加热温度传感器(6 )安装在位于所述加热部件(3 )后部的所述采样汇管(2 )上，所述抽气风机(7 )安装在所述采样汇管(2 )左侧的出口 一端，所述抽气风机(7 )的排气口与大气相通；所述采样总管(I)、采样汇管(2)、支管接头(10)和接水容器(9)都采用硼硅酸盐玻璃制成；所述总管温度传感器(5)和加热温度传感器(6)分别与所述A/D模块和中央控制单元依次相连接，所述内外标校控制箱与所述中央控制单元相连接，所述中央控制单元通过I/O模块与所述加热装置(3)和抽气风机(7)分别相连接。
2.根据权利要求1所述的可全程标定大气采样系统，其特征在于:其中所述中央控制单元采用嵌入式电脑构成并连接有显示模块。
3.根据权利要求1或2所述的可全程标定大气采样系统，其特征在于:其中所述中央控制单元连接有子站工控机，所述中央控制单元设有RS485接口、RJ45接口或无线网卡。
【文档编号】G01N1/24GK203772609SQ201420134823
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】邹强, 刘红杰, 欧阳俊 申请人:苏州市环境监测中心站, 北京赛克玛环保仪器有限公司