环境空气二噁英采样仪的制作方法

本发明涉及环保仪器中的气体采样技术领域，具体涉及空气二噁英采样仪的结构改进。

背景技术：

环境空气二噁英采样仪的工作环境多为距离居民区较近的地点，则对采样仪的低噪声要求较高；且监测环境空气二噁英，需要的采样体积约1000m³，则采样时间较长，进一步提高了对大流量低噪声的采样仪的需求迫切性。

环境空气二噁英采样仪的主要结构组成通常包括采样头（包括滤膜组件和吸附组件）和主机，主机上设置有与采样头配合的安装部、流量计、风机组件和温度传感器以测量环境温度。现有技术中，环境空气二噁英采样仪的流量测量大都采用孔板式差压流量计，通过电机运行时气流通过孔板所产生的差压，计算出通过孔板处的流量，通过调节泵控制电压，调节泵转速，从而到达设置的流量，孔板式差压流量计在差压较小时，输出波动较大，从而导致计算出的流量波动较大，为降低流量波动，就需提高相同流量时孔板式流量计所能获取到的差压，也就必然导致了系统阻力的增大，从而使采样泵的转速及功耗提升，运转噪声也会相应提高；同时，环境空气二噁英采样仪的采样流量均为入口流量，该流量的控制与环境温度密切相关，而现有该类型采样仪，其环境温度传感器一般设置在采样仪主机壳体外表面上，所测量的环境温度会受主机运行过程中所产生热量的影响及外界太阳直射影响，使环境温度测量结果产生偏差，从而影响采样流量的控制，使采样流量产生较大偏差；再者，采样仪的采样头部分（包括滤膜组件和吸附组件）与采样仪的主机部分为分体设计，在使用时安装在主机上，为便于携带和安装，采样头部分尺寸较小，相应地，滤膜尺寸较小，相同流量采样时，滤膜尺寸越小，气体阻力越大。

技术实现要素：

本发明提供一种环境空气二噁英采样仪，降低采样时气体阻力和设备噪音。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种环境空气二噁英采样仪，包括主机、采样头、与采样头密封连接的流量计组件、与流量计组件密封连接的风机组件、环境温度传感器和流量压力传感器，所述主机包括壳体和由壳体围成的腔体，所述流量计组件和风机组件设置在所述腔体内；所述流量计组件包括竖立设置的筒状流量计气室、用于检测流量计气室温度的计温组件、一正压空芯管和一负压空芯管，所述正压空芯管和所述负压空芯管平行且上下相对设置，且均插设在所述流量计气室的周向侧壁上，插设部位均设置密封件；所述正压空芯管和所述负压空芯管的内端均封闭且位于所述流量计气室的内部，外端开放且均位于所述流量计气室外部；所述正压空芯管的位于所述流量计气室内部的管体迎风面上设有贯通的取压孔，所述负压空芯管的位于所述流量计气室内部的管体背风面上设有贯通的取压孔；所述正压空芯管的外端密封连接所述流量压力传感器的正压取压嘴，所述负压空芯管的外端密封连接所述流量压力传感器的负压取压嘴。

所述正压空芯管和所述负压空芯管的中心轴线均与所述流量计气室的中心轴线垂直相交。

所述流量计气室的周向侧壁上固设有空芯管固定板，所述正压空芯管和所述负压空芯管的外端穿出所述空芯管固定板并与所述空芯管固定板焊接连接。

所述计温组件包括温度传感器和固定板，所述温度传感器固设在所述固定板上，所述流量计气室的周向侧壁上设有与所述计温组件配合的安装孔，所述固定板固设在所述流量计气室的周向侧壁上且所述温度传感器嵌于所述流量计气室的内部，所述固定板与所述安装孔之间设置密封件。

所述流量计气室的上端连接有安装板，所述安装板的周边固连于所述壳体的内壁。

所述流量计气室的下端具有缩颈部，所述缩颈部与所述风机组件的进气嘴密封连接。

所述采样头一体安装在所述腔体内，并于所述流量计组件的上方与所述流量计组件连接，所述采样头包括滤膜组件和位于滤膜组件下方的吸附筒组件，所述滤膜组件和所述吸附筒组件由位于二者之间的漏斗状转接筒连接，所述漏斗状转接筒的上端大口边缘与所述滤膜组件的边缘部位对应密封连接，所述漏斗状转接筒的下端小口边缘与所述吸附筒组件的上端开口密封连接，所述吸附筒组件的下端开口与所述流量计气室的上端密封连接。

所述壳体的内壁上固设有环形的上连接板，所述漏斗状转接筒穿过所述上连接板且所述漏斗状转接筒的上端大口边缘搭接在所述上连接板上，所述滤膜组件的边缘部位及所述漏斗状转接筒的上端大口边缘部位由顶开口螺母可拆卸地固连在所述上连接板上。

所述壳体上设有环温传感器安装孔，所述环温传感器安装孔处安装有吸风风机，所述环境温度传感器安装在所述吸风风机的吸风侧上。

所述壳体的上端开口，且开口处配合设置有防护罩。

本发明环境空气二噁英采样仪中，其流量计组件包括竖立设置的筒状流量计气室、用于检测流量计气室温度的计温组件、一正压空芯管和一负压空芯管，所述正压空芯管和所述负压空芯管平行且上下相对设置，且均插设在所述流量计气室的周向侧壁上，插设部位均设置密封件；所述正压空芯管和所述负压空芯管的内端均封闭且位于所述流量计气室的内部，外端开放且均位于所述流量计气室外部；所述正压空芯管的位于所述流量计气室内部的管体迎风面上设有贯通的取压孔，所述负压空芯管的位于所述流量计气室内部的管体背风面上设有贯通的取压孔；气流在筒状流量计气室中由上而下流过，流经正压空芯管和负压空芯管，分为正对气流和背对气流，正压空芯管的外端和负压空芯管的外端分别密封连接流量压力传感器的正压取压嘴和负压取压嘴，计温组件可测量流经流量计气室内气体的温度，根据温度及压力可以计算流速，从而达到测量流速的目的；该流量计的原理近似皮托管式差压流量计，该种流量计能保证测量差压稳定性的同时，不增加系统的阻力，从而使相同流量时，采样泵的工作负荷小，降低了相同流量下的运转噪声。

附图说明

图1为本发明环境空气二噁英采样仪的立体结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图2的a-a向视图；

图4为本发明环境空气二噁英采样仪的流量计组件的结构示意图；

图5为图4的剖视图（剖切面过流量计气室的轴线及空芯管的轴线）；

图6为图5的i部结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

参照图1至图3，一种环境空气二噁英采样仪，包括主机100、采样头200、与采样头200密封连接的流量计组件300、与流量计组件300密封连接的风机组件400、环境温度传感器500和流量压力传感器（图中未示出）；主机100包括壳体110和由壳体110围成的腔体120，流量计组件300和风机组件400设置在腔体120内；参照图3至图6，流量计组件300包括竖立设置的筒状流量计气室310、用于检测流量计气室温度的计温组件320、一正压空芯管330和一负压空芯管340，正压空芯管330和负压空芯管340平行且上下相对设置，且二者均插设在流量计气室310的周向侧壁上，插设部位均设置密封件，即空芯管与流量计气室310的插设配合部位设置密封圈或密封胶实现插设部位的密封；正压空芯管330和负压空芯管340的内端均封闭且位于流量计气室310的内部，外端开放且均位于流量计气室310外部，即正压空芯管330和负压空芯管340均为一段管体位于流量计气室310内部，剩余一段管体位于流量计气室310的外部；正压空芯管330的位于流量计气室310内部的那段管体的迎风面（气流在筒状流量计气室310中由上而下流过，气流方向如图5和图6中筒状流量计气室310内竖直向下的箭头方向，流经正压空芯管330，正压空芯管330的上表面正对气流，称为迎风面）上设有贯通的取压孔331，负压空芯管340的位于流量计气室310内部的那段管体的背风面（气流在筒状流量计气室310中由上而下流过，流经正压空芯管330，然后流经负压空芯管340，负压空芯管340的管体下表面背对气流，称为背风面）上设有贯通的取压孔341；正压空芯管330的外端密封连接流量压力传感器的正压取压嘴，负压空芯管340的外端密封连接流量压力传感器的负压取压嘴。

具体地，环境空气二噁英采样仪工作时，风机组件工作，将环境空气吸入主机内，气流在筒状流量计气室310中由上而下流过，流经正压空芯管330和负压空芯管340，分别为正对气流和背对气流，正压空芯管330的外端和负压空芯管340的外端分别密封连接流量压力传感器的正压取压嘴和负压取压嘴，计温组件320可测量流经流量计气室内气体的温度，根据所测得温度及压力可以计算气流流速，从而达到测量流速的目的。该流量计的原理近似皮托管式差压流量计，该种流量计能保证测量差压稳定性的同时，不增加系统的阻力，从而使相同流量时，采样泵的工作负荷小，降低了相同流量下的运转噪声。

进一步地，为使流经空芯管的气流流量尽可能地接近流量的真实情况，提高测量准确性，优选地，正压空芯管330和负压空芯管340的中心轴线均与流量计气室310的中心轴线垂直相交，即正压空芯管330和负压空芯管340均垂直指向流量计气室310的中心轴线，且正压空芯管330和负压空芯管340的插入长度尽可能长，以使气流充分流经取压孔331、341。

由于正压空芯管330和负压空芯管340要有气流通过，为提高正压空芯管330和负压空芯管340在流量计气室310上的稳固性，如图4所示，在流量计气室310的周向侧壁上固设有空芯管固定板350，正压空芯管330和负压空芯管340的外端穿出空芯管固定板350并与空芯管固定板350焊接连接。

对于计温组件320，其作用在于检测流量计气室310内流经气流的温度，其包括温度传感器322和固定板321，温度传感器322固设在固定板321上，流量计气室310的周向侧壁上设有与计温组件320配合的安装孔，固定板321固设在流量计气室310的周向侧壁上且温度传感器322嵌于流量计气室310的内部，进而可检测流量计气室310内流经气流的温度，固定板321与安装孔之间要设置密封件以保证密封。

对于流量计组件300在腔体120内的安装，具体地，在流量计气室310的上端连接有安装板360，如图3和图4所示，安装板360的周边通过螺丝固连于壳体110的内壁上。具体地，安装板360的轮廓形状与壳体110的横向截面轮廓形状匹配，流量计组件300位于安装板360的下方，采样头200位于安装板360的上方，采样头200的下端与安装板360连接，流量计组件300的上端与安装板360连接，连接板360具有中间通孔，保证采样头200的下端与流量计组件300的上端的相通。

流量计气室310的下端具有缩颈部311实现变径以方便与风机组件400的进气嘴410连接，缩颈部311通过软管600与风机组件400的进气嘴410密封连接。

为解决现有技术中，采样头部分（包括滤膜组件和吸附组件）与采样仪的主机部分为分体设计，采样头部分受尺寸限制，滤膜尺寸较小，相同流量采样时，滤膜尺寸越小，气体阻力越大的问题，本实施例中，采样头200一体安装在腔体120内，无需单独携带和现场安装，其尺寸可尽可能地贴近腔体空间尺寸，腔体120空间越大，采样头200尺寸越大，相应地，滤膜尺寸越大；采样头200位于流量计组件300的上方并与流量计组件300连接；如图3所示，采样头200包括滤膜组件210和位于滤膜组件210下方的吸附筒组件220，滤膜组件210和吸附筒组件220的工作原理及组成部件同现有技术，与现有技术不同的是，由于滤膜组件210的尺寸贴合腔体120的尺寸设计，本实施例中腔体120的横向截面为方形，为力求滤膜尺寸尽可能大，则滤膜组件210为与腔体120匹配的方形，而吸附筒组件220尺寸较小且通常为圆筒状，则滤膜组件210与吸附筒组件220之间由位于二者之间的漏斗状转接筒230连接，漏斗状转接筒230的上端大口边缘与滤膜组件210的边缘部位对应密封连接，漏斗状转接筒230的下端小口边缘与吸附筒组件220的上端开口密封连接，吸附筒组件220的下端开口与流量计气室310的上端密封连接。

进一步地，壳体110的内壁上固设有环形的上连接板140，漏斗状转接筒230穿过上连接板140且漏斗状转接筒230的上端大口边缘搭接在上连接板140上，滤膜组件210的边缘部位及漏斗状转接筒230的上端大口边缘部位由顶开口螺母150可拆卸地固连在上连接板140上，从而保证了滤膜组件210和漏斗状转接筒230的安装强度，且通过调节顶开口螺母，可以将滤膜夹和puf取出，方便使用者进行滤膜及吸附材料的更换。

具体地，滤膜组件210包括滤膜夹、滤膜夹压板和滤膜，漏斗状转接筒230的上端大口与滤膜夹密封垫密封连接，滤膜夹压板通过顶开口螺母150将滤膜夹与漏斗状转接筒230的上端大口共同固定在上连接板140上，滤膜嵌入滤膜夹内。吸附筒组件220采用puf（聚氨酯泡沫）吸附，其包括玻璃吸附筒、puf和密封垫，puf填充在玻璃吸附筒内，吸附筒拖网位于筒口处以防止异物落入筒内，吸附筒组件220一端与漏斗状转接筒230密封连接，另一端与流量计组件300形成密封连接。

为解决现有技术中环境温度传感器设置在采样仪主机壳体外表面上，所测量的环境温度会受主机运行过程中所产生热量的影响及外界太阳直射影响，使环境温度测量结果产生偏差，从而影响采样流量的控制，使采样流量产生较大偏差此问题，本实施例中，壳体110上设有环温传感器安装孔，环温传感器安装孔处安装有吸风风机700，环境温度传感器500安装在吸风风机700的吸风侧上（即环境温度传感器500相对吸风风机700靠外，即相对吸风风机700远离主机中心轴线），由吸风风机700吸入环境空气，环境空气直接流经环境温度传感器500，从而测得环温，即实现引风式环境温度测量方式，可有效降低主机温度上升导致的环境温度偏差，以及防止仪器在户外长时间使用时，由于太阳直射造成温度传感器检测结果偏离实际环温数值。为对吸风风机700及环境温度传感器500进行防护，在环温传感器安装孔配置通风防雨罩800，且通风防雨罩800的设置结构易拆卸，为后期维修提供便利。

为便于安装，主机壳体110的上端开口，且开口处配合设置有防护罩130，防护罩130可通过一侧铰接的方式铰接在壳体100上，方便打开关闭。且整机采用万向轮900，使得仪器便于携带，降低了使用者的工作强度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。