一种真空气体容器采样器的制作方法

1.本申请涉及采样设备技术领域，尤其是涉及一种真空气体容器采样器。


背景技术：

2.目前，气体采样使用的气体采样器多为瞬时型采样， 能够在很快的时间内对检测点的空气进行收集，但是其收集的气体样品的代表性差，容易导致结果数据不准确的情况。


技术实现要素：

3.本申请提供一种真空气体容器采样器，能够缓慢的收集采样气体，使最终的结果数据更加趋近于真实数据。
4.本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种真空气体容器采样器，包括：真空箱；柔性气体容器，位于真空箱内；第一连接管，其一端伸入到真空箱内并与柔性气体容器连接；真空泵，其一输出端与第一连接管位于真空箱外的一端连接；采样管，一端为开放端，另一端与第一连接管连接；第二连接管，其两端分别与真空箱和真空泵的一输入端连接；以及控制系统，用于驱动真空泵动作，使真空箱内的气体流出，并使得真空箱外的气体匀速流入到柔性气体容器内。
5.在本申请的一种可能的实现方式中，所述采样管上设有流量计，用于显示采样管内的空气流量。
6.在本申请的一种可能的实现方式中，所述采样管上设有调节阀门，用于调整采样管内的空气流速。
7.在本申请的一种可能的实现方式中，所述采样管包括与真空箱的连接的软体部分和与软体部分连接的采样部分。
8.在本申请的一种可能的实现方式中，所述软体部分或者采样部分上设有流量计，用于显示采样管内的空气流量。
9.在本申请的一种可能的实现方式中，所述软体部分或者采样部分上设有调节阀门，用于调整采样管内的空气流速。
10.在本申请的一种可能的实现方式中，所述真空泵为流量可调式真空泵。
11.在本申请的一种可能的实现方式中，所述真空箱上设有压力表。
12.在本申请的一种可能的实现方式中，还包括与控制系统连接的通讯模块。
附图说明
13.图1是本申请实施例提供的一种采样器的结构示意图。
14.图2是本申请实施例提供的一种控制系统的结构示意框图。
15.图3是本申请实施例提供的另一种控制系统的结构示意框图。
16.图4是本申请实施例提供的一种通讯模块的结构示意框图。
17.图中，11、真空箱，12、柔性气体容器，13、第一连接管，14、真空泵，15、采样管，16、第二连接管，17、控制系统，21、流量计，22、调节阀门，23、压力表，24、通讯模块，31、调压控制器，32、变频器、151、软体部分，152、采样部分，171、cpu，172、ram，173、rom，174、系统总线，175、调压驱动器，176、变频驱动器，177、压力表驱动器。
具体实施方式
18.以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。
19.请参阅图1，为本申请实施例公开的一种真空气体容器采样器，该采样器主要由真空箱11、柔性气体容器12、第一连接管13、真空泵14、采样管15、第二连接管16和控制系统17等组成，真空箱11的作用是给柔性气体容器12提供一个较为稳定的工作环境，柔性气体容器12放置在真空箱11内，在初始状态下，柔性气体容器12内是没有气体的，随着真空箱11内气体的流出，真空箱11外部的气体会逐渐的流入到柔性气体容器12内，柔性气体容器12的体积也会随之增大。
20.真空箱11外的气体通过第一连接管13流入到柔性气体容器12内，第一连接管13的一端穿过真空箱11后连接在柔性气体容器12上，另一端位于真空箱11外。
21.真空箱11内气体流出时的动力由真空泵14提供，真空泵14的一个输入端通过第二连接管16连接在真空箱11上，工作过程中，通过第二连接管16将真空箱11内的气体抽出来。
22.采样管15的作用是采集真空箱11外部的空气，其一端为开放端，另一端与第一连接管13连接。真空泵14工作时，会将真空箱11内的气体抽出，此时，柔性气体容器12外部的气压会降低，在压力差的作用下，真空箱11外的气体会通过采样管15和第一连接管13流入到柔性气体容器12内。
23.真空泵14的动作由控制系统17控制，控制系统17会根据其存储的指令向真空泵14下达相应的指令，使其按照设定的规则进行工作。
24.采样过程中，控制系统17会驱动真空泵14动作，使真空箱11内的气体流出，并使得真空箱11外的气体匀速流入到柔性气体容器12内。
25.下面结合具体的工作过程进行进一步的介绍，工作过程中，采样管15朝向取样位置，接着控制系统17开始驱动真空泵14动作，真空泵14动作时，将真空箱11内的气体缓慢的抽出，此时，真空箱11的气压会缓慢下降。
26.接着，真空箱11外的气体会通过采样管15和第一连接管13缓慢的流入到柔性气体容器12内，柔性气体容器12的体积开始增加，随着柔性气体容器12的体积的增加，真空箱11内的气压又会回升。
27.在真空箱11内的气体持续流出和柔性气体容器12内不断流入气体的过程中，真空箱11内的气压会进行波动，但是这个波动是一个小范围或者说小幅度的波动，整体而言，流入到柔性气体容器12内的气体的流速是比较均匀的。
28.应理解，现有的气体采集方式多采用瞬时性采集，例如一种瞬时性气体采样装置，该装置由箱体、气袋和气管三部分组成，气袋位于箱体内，气管的一端位于箱体外，另一端
穿过箱体后连接在气袋上。
29.使用时，首先将气管的一端封闭，然后将箱体内的气体抽出，最后将气管封闭端的限制去除，此时在压力差的作用下，箱体外部的气体会迅速进入到气管内。
30.但是由于气体的流速过快，因此其无法反应采集区域的真实情况，例如考虑到一种情况，采集区域内污染物质的分布并不是均匀的，如果使用瞬时采集的方式，那么样品中的污染物质含量也是不确定的，这就会导致最终的分析结果与实际情况存在较大的偏差。
31.另外，这种瞬时采集的方式，为了保证最终的分析结果与实际情况趋于一致，还会进行多次取样和分析的方式，通过求取平均值的方式来进行保证，但是这会增加大量的额外工作，例如在同一位置处多次取样，需要多次分析以及后续繁琐的计算过程。
32.本申请实施例中展示的真空气体容器采样器，是通过一种缓慢的采样方式来进行的，整个采样过程中，真空箱11外部的空气会缓慢的流入到柔性气体容器12内，采样管15附近的气体也不会出现因为流速过快导致的气体稀薄现象，并且在采样过程中，采样管15的朝向和位置也能够进行改变，使得采样区域内各个部分的气体都能够进入到柔性气体容器12内，也就是在采样过程中可以对采样区域进行多点采样，使得最终的分析结果与实际情况趋于一致。
33.以一个具体的采样过程为例，该过程中，真空泵14在各时间段提供的流量如下：0
‑
1min
ꢀꢀꢀꢀ
流量为28ml
‑
35ml；1
‑
50min
ꢀꢀꢀ
流量为35ml；55
‑
60min
ꢀꢀ
流量为30
‑
25ml；60min后
ꢀꢀ
流量为25
‑
0ml。
34.作为申请提供的真空气体容器采样器的一种具体实施方式，在采样管15上增加了一个流量计21，流量计21的作用是显示采样管15内的气体流量，对于工作人员而言，就可以通过流量计21上的显示来判断采样管15内的气体流动是否稳定。
35.进一步地，在采样管15上加装一个调节阀门22，调节阀门22的作用是调整流通面积，用来控制单位时间内流入到采样管15内的气体的量。
36.在一些可能的实现方式中，调节阀门22可以使用球阀，球阀内的阀芯转动时，其内部的流通面积会随之发生变化，变化有变大和变小两种。
37.在另一些可能的实现方式中，调节阀门22还可以是一个调节板，调整时，推动调节板滑动，就可以改变单位时间内流入到采样管15内的气体的量。
38.调节阀门22可以和流量计21配合使用，具体的方式如下，流量计21上的显示发生变化，该变化是变大，此时就需要降低调节阀门22的流通面积，使单位时间内流入到采样管15内的气体的量减小，直至流量计21上的显示恢复正常，当变化为变小时则需要增加调节阀门22的流通面积。
39.作为申请提供的真空气体容器采样器的一种具体实施方式，采样管15由软体部分151和采样部分152两部分组成，软体部分151的两端分别连接在第一连接管13和采样部分152上。
40.在该实施方式中，采样部分152可以任意移动，对周围区域中的气体进行均匀的采样。
41.作为申请提供的真空气体容器采样器的一种具体实施方式，在软体部分151或者
采样部分152上增加了一个流量计21，流量计21的作用是显示流入到柔性气体容器12内的气体流量，对于工作人员而言，就可以通过流量计21上的显示来判断单位时间内流入到柔性气体容器12内的气体的量是否稳定。
42.进一步地，在软体部分151或者采样部分152上加装一个调节阀门22，调节阀门22的作用是调整流通面积，用来控制单位时间内流入到柔性气体容器12内的气体的量。
43.在一些可能的实现方式中，调节阀门22可以使用球阀，球阀内的阀芯转动时，其内部的流通面积会随之发生变化，变化有变大和变小两种。
44.在另一些可能的实现方式中，调节阀门22还可以是一个调节板，调整时，推动调节板滑动，就可以改变单位时间内流入到柔性气体容器12内的气体的量。
45.调节阀门22可以和流量计21配合使用，具体的方式如下，流量计21上的显示发生变化，该变化是变大，此时就需要降低调节阀门22的流通面积，使单位时间内流入到采样管15内的气体的量减小，直至流量计21上的显示恢复正常，当变化为变小时则需要增加调节阀门22的流通面积。
46.作为申请提供的真空气体容器采样器的一种具体实施方式，真空泵14为流量可调式真空泵，这意味着真空箱11内气体的流出速度是可以调整的，这样，就可以通过控制真空箱11内气体的流出速度的方式来调整流入到柔性气体容器12内的气体的流速。
47.应理解，在最开始的阶段，真空泵14的运行功率应当逐渐增大，而不是瞬时增大，这样，才可以使采样管15附近的空气以一个较为稳定的速度流入到采样管15内，同时周围的空气也能够及时的补充过来。
48.接着，真空泵14会以一个较为稳定的运行功率运行，并维持在一个较为平稳的状态，而在最后阶段，真空泵14的运行功率会逐渐下降，直至停止。
49.那么从气体的流速上看，在初始阶段，采样管15内的气体流速是缓慢上升的，上升到一个定值后维持平稳，最后，逐渐降低到零。
50.应理解，真空泵14的运行功率是用转速来体现的，转速越高，其运行功率也就越大，单位时间内流过真空泵14的气体的量也就越多。
51.还应理解，真空泵14的转速是由电机控制的，对于电机的转速而言，有以下几种调整方式，第一种，调压调速，调压调速是调节电动机端电压使电动机在某一转速范围内实现无级调速；第二种，调频调速，调频调速是利用变频器来调整输入到电动机的电流的频率，实现调整电机转速的方式。
52.作为申请提供的真空气体容器采样器的一种具体实施方式，真空箱11上设有压力表23，压力表23的作用是反馈真空箱11内的压力变化。应理解，随着真空箱11内气体的流出以及柔性气体容器12内气体的流入，真空箱11内的压力应当是趋于稳定的，这种趋势就可以通过压力表23上的显示反映出来。
53.进一步地，压力表23可以使用电子压力表，其输出端连接在控制系统17上，用于向控制系统17反馈压力值，对于控制系统17而言，就可以通过压力表23的反馈调整真空泵14上电机的转速。
54.应理解，请参阅图2和图3，上文中提到的控制系统17，可以是一个cpu，微处理器，
asic，或一个或多个用于控制上述内容的程序执行的集成电路。
55.控制系统17主要有cpu171、ram172、rom173和系统总线174等组成，其中cpu171，ram172和rom173均连接在系统总线174上。
56.如果真空泵14的电机使用的调压的控制方式，就需要增加一个调压控制器31，调压控制器31通过调压驱动器175连接在系统总线174上。
57.如果真空泵14的电机使用的调频的控制方式，就需要增加一个变频器32，变频器32通过变频驱动器176连接在系统总线174上。
58.当需要压力表23连接在控制系统17上时，需要增加相应的压力表驱动器177，压力表23通过压力表驱动器177连接在系统总线174上。
59.应理解，请参阅图4，通讯模块24主要由天线241、射频装置242和基带装置243组成，天线241与射频装置242连接。
60.射频装置242通过天线241接收终端发送的信息，与上位机进行信息交互。
61.本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。