适用于小瓶实验气体组分测试的自动化进样装置的制作方法

本实用新型涉及微生物增产煤层气气体组分检测进样技术，具体是一种适用于小瓶实验气体组分测试的自动化进样装置。

背景技术：

煤炭生物成气技术是厌氧微生物代谢煤中有机物质产生以甲烷为主要成分的气体，该过程不仅能增储增透，减缓煤层气资源衰竭，而且能够产生新生气源，具有重要的研究意义和经济意义。小瓶富集培养煤层微生物并检测气体含量是煤炭生物成气实验的基础环节，是进行厌氧发酵、菌种保藏、分子生物学等后续试验的的重要保障，为后期现场生物煤层气的开采提供基础数据。小瓶富集培养实验量大，存在检测过程繁琐，耗时耗力，检测结果重复性差等缺陷，直接影响后续实验的开展。

在利用微生物降解煤产气实验中，需要按照加入营养液的不同将实验划分为N（根据营养液添加情况确定）组，实验过程中需要每隔一天或两天对每个气瓶中气体组分进行检测。人工但循环测试流程：1、用注射器插入实验小瓶中，抽取固定体积的气体；2、将注射器中的气体由气体组分分析仪进样口注入；3、按下气体组分测试仪开始按钮，进行气体组分检测，时长6分钟，按下停止按钮；4、进行下一个小瓶的气体组分测试，直至测试完毕。

实验过程中，每隔2天左右要所有小瓶测试一遍，工作量较大，重复的插入拔出过程，极易损坏气体组分检测仪进样口。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提供一种适用于小瓶实验气体组分测试的自动化进样装置。

本实用新型采取以下技术方案：一种适用于小瓶实验气体组分测试的自动化进样装置，包括PLC可编程控制器、机械驱动活塞式气体注射装置、高频微型电磁阀组、直流微型低速正反转电动机和小瓶实验气瓶组，小瓶实验气瓶组通过导管与高频微型电磁阀组连接，高频微型电磁阀组与机械驱动活塞式气体注射装置相连，机械驱动活塞式气体注射装置通过电磁阀总阀与气体组分测试仪进样口连接，机械驱动活塞式气体注射装置通过直流微型低速正反转电动机驱动活塞注射装置的拉出与压入，高频微型电磁阀组、直流微型低速正反转电动机和气体组分测试仪分别与PLC可编程控制器连接。

机械驱动活塞式气体注射装置包括固定支架、活塞容器、接近开关、连接链条和连接活塞丝杠，活塞容器顶部设置有活塞容器进气口和活塞容器出气口，活塞容器由固定支架固定，活塞容器的活塞杆与连接活塞丝杠固定，连接活塞丝杠通过连接链条由直流微型低速正反转电动机驱动，活塞容器的活塞杆一侧设置有接近开关，接近开关与PLC可编程控制器连接。

本实用新型的原理是：（1）管路连接：事先将实验气瓶组通过导管与电磁阀相连，再由电磁阀与活塞注射装置相连，活塞注射装置通过电磁阀总阀与气体组分测试仪进样口连接。（2）电路控制：通过PLC可编程控制器，控制所有微型电磁阀组的开关状态、控制电动机的正反转、开始停止时间。（3）电动机驱动活塞注射装置的拉出与压入。（4）接近开关刻度盘控制每次拉出与压入的体积。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过该装置解决了微生物小瓶气体组分检测遇到的两个问题：1、实现进样自动化；2、避免针头重复插入进样口的损耗。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图；

图2为PLC可编程控制器示意图;

图3为机械驱动活塞式气体注射装置示意图；

图中1- PLC可编程控制器，2-机械驱动活塞式气体注射装置，3-高频微型电磁阀组，4-直流微型低速正反转电动机，5-小瓶实验气瓶组，6-气体组分测试仪，1.1-微型电磁阀连接端口，1.2-高清液晶显示屏，1.3-设置按钮，1.4-输入、输出、控制接口，2.1-固定支架，2.2-活塞容器进气口，2.3-活塞容器出气口，2.4-活塞容器，2.5-直流电动机，2.6-接近开关，2.7-连接链条，2.8-连接活塞丝杠。

具体实施方式

如图1所示，一种适用于小瓶实验气体组分测试的自动化进样装置，包括PLC可编程控制器1、机械驱动活塞式气体注射装置2、高频微型电磁阀组3、直流微型低速正反转电动机4和小瓶实验气瓶组5，小瓶实验气瓶组5通过导管与高频微型电磁阀组3连接，高频微型电磁阀组3与机械驱动活塞式气体注射装置2相连，机械驱动活塞式气体注射装置2通过电磁阀总阀与气体组分测试仪6进样口连接，机械驱动活塞式气体注射装置2通过直流微型低速正反转电动机4驱动活塞注射装置的拉出与压入，高频微型电磁阀组3、直流微型低速正反转电动机4和气体组分测试仪6分别与PLC可编程控制器1连接。高频微型电磁阀组3可用于控制小瓶实验气瓶组5同气体组分测试仪6之间的开关状态。直流微型低速正反转电动机4，其特征在于，受PLC可编程控制器1控制，通过链条为机械驱动活塞式气体注射装置2提供动力，可正反两个方向旋转。

如图3所示，机械驱动活塞式气体注射装置2包括固定支架2.1、活塞容器2.4、接近开关2.5、连接链条2.6和连接活塞丝杠2.7，活塞容器2.4顶部设置有活塞容器进气口2.2和活塞容器出气口2.3，活塞容器2.4由固定支架2.1固定，活塞容器2.4的活塞杆与连接活塞丝杠2.7固定，连接活塞丝杠2.7通过连接链条2.6由直流微型低速正反转电动机4驱动，活塞容器2.4的活塞杆一侧设置有接近开关2.5，接近开关2.5与PLC可编程控制器1连接。安装在其旁的接近开关，可以滑动，从而调节每次抽取小瓶气体内的体积容量。

如图2所示，PLC可编程控制器1上设置有微型电磁阀连接端口1.1、高清液晶显示屏1.2、设置按钮1.3和输入、输出、控制接口1.4，输入、输出、控制接口1.4用于控制接近开关、直流微型低速正反转电动机4正反转开关、气体组分测试仪6开始停止按钮。微型电磁阀连接端口1.1可用于连接高频微型电磁阀门，可控制每个阀门的开关状态。

具体使用步骤如下：

（1）打开PLC可编程控制器；

（2）设置测试单循环层序命令：高频微型电磁阀组关闭，活塞位置归零> 打开分电磁阀> 启动电动机正转，使活塞拉出> 接受到滑动接近开关信号，停止电动机>关闭分电磁阀，打开总电磁阀，启动电动机反转，使活塞入> 接受到固定接近开关信号，停止电动机>发送气体组分测试仪开始命令 >延迟6分钟 >发送气体组分测试仪关闭命令 ，保存程序设置。

（3）设置循环命令对分电磁阀开关状态进行循环，保存整个程序。

（4）一键启动进行气体组分测试。