吸附管自动采样装置的制作方法

本发明涉及环境监测技术领域，更具体地涉及一种挥发性有机化合物的吸附管自动采样装置。

背景技术：

挥发性含氧有机化合物(ovocs)是大气中一类重要污染物，它能与活性氮结合形成过氧乙酰硝酸盐，并且易光解产生hox自由基，从而影响大气氧化能力，是臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物。研究大气中ovocs的特征、分布及演变规律对于探索大气氧化能力及污染防治具有重要意义。由于ovocs物种的极性和高反应活性，大气ovocs的采样方法还主要依赖洐生剂吸附采样，如2，4-二硝基苯肼(dnph)吸附管。吸附管采样方法，具有采样时间长、采样体积大、需要低温保存等特点。目前，吸附管采样法还主要依靠人力，手动安装采样管，设置采样时长，并要及时取下采样管放置在冰箱中保存。因此吸附管采样连续性差，较难得到光化学反应较弱的夜间空气样品，从而造成相关研究样本量少，代表性差，对于进行污染过程中ovocs演变的追踪则更是对研究人员体力的极大消耗。因此，需要开发一种能够自动完成吸附管安装、采集、取下和保存的装置。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种吸附管自动采样装置，该装置可自动将吸附管安装在采样气路，定时定量进行大气样品采集，采样完毕后可以将采样管自行取下并进行冷藏保存。

(二)技术方案

一种吸附管自动采样装置，包括气路连接装置和采样轮盘；

所述采样轮盘用于放置多个吸附管；

气路联接装置包括采样气路和自动伸缩装置，采样气路通过自动伸缩装置与吸附管连接采样。

优选地，所述自动伸缩装置包括伸缩臂；

所述气路联接装置还包括采样接头；

伸缩臂可水平伸出至采样轮盘的上方或下方，并下移或上移对接吸附管；

采样接头固定在伸缩臂靠近吸附管的一端，采样气路穿过伸缩臂与采样接头连接；

采样接头与吸附管连接采样。

优选地，所述采样接头的大小与吸附管两端大小匹配，采样接头与吸附管采用承插连接的方式进行连接采样。

优选地，所述采样轮盘包括吸附管插位盘，包含多个插位，用于放置多个吸附管，吸附管插位盘可将吸附管旋转至采样位置进行自动采样。

优选地，所述吸附管采样轮盘还包括采样轮盘外壳；

吸附管插位盘设置在采样轮盘外壳内部，所述采样轮盘外壳不随吸附管插位盘转动，采样轮盘外壳开有连接口，用于气路联接装置与吸附管的连接。

优选地，所述吸附管采样轮盘还包括自动推手；

采样轮盘外壳开有推出口，完成采样的吸附管旋转至推出口位置，被自动推手推出采样轮盘外壳。

优选地，所述吸附管自动采样装置还包括冷藏箱，

冷藏箱上部装有自动开关门，自动门对接于推出口下端，被推出的吸附管进入冷藏箱保存。

优选地，多个吸附管分别放置于吸附管插位中；

吸附管插位盘将待采样的吸附管旋转至采样位置；

伸缩臂将两端的采样接口分别调整至采样位上方和下方，然后向下和向上对接在吸附管两端，进行样品采集；

采样完毕后，伸缩臂抬起离开吸附管回归到原位，采样轮盘转动，将插位上的吸附管转至推出口，采样轮盘内的自动推手伸出，握住吸附管下部，向上抬起，向外推出，吸附管脱离采样轮盘的插位，自动推手回归原位；

冷藏箱上方的自动门打开，吸附管进入冷藏箱，自动门关闭，完成一次样品的采集和保存。

优选地，采样轮盘外壳上下两面的内部设置有玻璃棉垫层。

优选地，所述插位为开口式弧形结构，其大小与吸附管的中部直径相匹合；

自动推手前端为弧形结构，其大小与吸附管下端相匹合，自动推手可水平伸缩，上下移动。

(三)有益效果

基于上述技术方案可知，本发明具有如下有益效果：

(1)可自主完成吸附管与采样气路的对接；

(2)可按需要的采样时间和流量进行空气样品采集；

(3)采样完毕后可以将吸附管取下并保存于冷藏箱内。

(4)主要装置集成于机箱内，配有集成控制软件，便于采样时间、采样流量、流速等参数的设置与操作。

(5)体积小便于携带，适用于ovocs排放特征、排放因子、成份谱等相关研究；

(6)本装置可实现ovocs的连续采样，可用于污染过程ovocs演变追踪。

附图说明

图1为本发明的吸附管自动采样装置结构示意图；

图2为本发明的吸附管采样轮盘剖面结构示意图。

图3气路联接装置与吸附管连接部位示意图。

【符号说明】

1-采样轮盘，2-气路联接装置，3-冷藏箱，4-pm2.5过滤器，5-o3过滤器，6-伸缩臂，7-抽气泵，8-采样接头，9-采样位，10-取样位，11-采样轮盘外壳，12-玻璃棉垫层，13-吸附管插位盘，14-自动推手，15-自动门，16-冷藏箱取样口，17-吸附管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例提供一种吸附管自动采样装置，图1为本发明实施例的吸附管自动采样装置结构示意图，如图1所示，吸附管自动采样装置包括：采样轮盘1、气路联接装置2和冷藏箱3。

采样轮盘1，用于放置多个吸附管，可按顺序将吸附管旋转至采样位置进行采样，并将采样完毕的吸附管取下，采样轮盘1整体为环形结构，电子马达驱动，图2为本发明实施例的采样轮盘剖面结构示意图，如图2所示，采样轮盘包括：采样轮盘外壳11、玻璃棉垫层12、吸附管插位盘13和自动推手14。

采样轮盘外壳11为环形半封闭式结构，外壳固定不转动，外壳由上下盖和内外侧壁组成，其空间按作用可分为三部分：采样位、取样位和封闭位，采样位为吸附管进行采样的位置，取样位为吸附管采样完成后被取下的位置，封闭位包括吸附管待采样或者已取样的位置，为了便于取样，取样位紧挨采样位，并且取样位位于采样位沿轮盘转动方向的一侧，采样位和取样位的大小与吸附管插位盘13的每个插位的大小一致，采样位和取样位为非封闭裸露结构，采样位的上下两面开有连接口，便于通过该连接口将吸附管与气路联接装置连接，取样位的外壁面开有推出口，便于将采样完成的吸附管推出吸附管采样轮盘。

玻璃棉垫层12位于半封闭式外壳的上下盖的内部，用于防止未采样的吸附管与空气接触。

吸附管插位盘13位于采样轮盘外壳11内部，随轮盘转动，包含多个插位，插位上放置吸附管，插位为开口式弧形结构，直径1cm，契合吸附管的中部直径。在本发明实施例中，共设置12个插位，可放置12个吸附管。

自动推手14设置在吸附管采样轮盘内部，并设置在对应外壳取样位的位置，可将采样完毕的吸附管取下，自动推手前端为3/4弧形结构，直径0.5cm，契合吸附管下端。自动推手可水平伸缩，上下移动。

气路联接装置2，通过自动伸缩装置将采样气路与吸附管相连，分别包括采样气路，伸缩臂和采样接头三部分。

采样气路材质为1/8英寸铁氟龙(ptfe)软管，分为进气端和出气端，进气端接有pm2.5过滤器4和o3过滤器5，用来过滤颗粒物和o3，出气端接有可调流量空气采样泵7。

伸缩臂为钢性材质，内部中空，用于穿入铁氟龙(ptfe)气路软管。上伸缩臂可水平伸出至采样位上方，下移对接相应的吸附管，下伸缩臂可水平伸出至采样位下方，上移对接相应的吸附管。

图3为气路联接装置与吸附管连接部位示意图，如图3所示，采样接头为铁氟龙材质，采样接头固定在伸缩臂前端，即靠近采样轮盘中吸附管的一端，连接在1/8英寸铁氟龙(ptfe)软管气路一端，大小分别与吸附管两端匹配，采样接头与吸附管采用承插连接的方式进行连接取样，保证密封性。

冷藏箱3，装有自动门15，用于冷藏保存采样后的吸附管。小型冷藏箱3的上部装有自动开关门，自动开关门对接于取样位下端。冷藏箱内填充有玻璃棉，减小空气流动，冷藏箱一侧设有取样口16。

采样轮盘1、气路联接装置2、冷藏箱3为嵌合式整体设计，由软件控制。

吸附管自动采样装置的分析方式为：打开采样轮盘1上盖，将吸附管分别放置于吸附管插位13中，合上采样轮盘1上盖；采样轮盘将1号插位所放置的吸附管旋转至采样位，伸缩臂6将两端的采样接口8分别调整至采样位上方和下方，然后向下/向上对接在吸附管两端，此时抽气泵7开启进行样品采集；采样完毕后，伸缩臂6抬起离开吸附管回归到原位，采样轮盘转动，将1号插位上的吸附管转至取样位，采样轮盘1内的自动推手14伸出，握住吸附管下部，向上抬起，向外推出，吸附管脱离采样轮盘的插位，自动推手回归原位；同时冷藏箱上方的自动门15打开，吸附管进入冷藏箱3，自动门关闭，完成一次ovoc样品的采集和保存。此时，2号插位上的吸附管已转至取样位，伸缩臂将采样接口对接在吸附管两端进行取样，以此类推，直至最后12号插位上的吸附管采样完成。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。