CN103344462A

CN103344462A - 具有除尘功能的气体采样器及气体采样方法

Info

Publication number: CN103344462A
Application number: CN2013103004048A
Authority: CN
Inventors: 王森; 刘凯; 钱多德; 华从波
Original assignee: Anhui Jianghuai Automobile Group Corp
Current assignee: Anhui Jianghuai Automobile Group Corp
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2013-10-09

Abstract

本发明提供了一种具有除尘功能的气体采样器，包括：采样管；设置在所述采样管一端的气体采样口，所述气体采样口设置有一组单向进气阀和单向排气阀；设置在所述采样管内的活塞；与活塞连接并伸出所述采样管的另一端的活塞拉杆；用于向所述采样管内喷水雾的喷雾装置；设置在所述采样管外侧的制冷半导体；设置在所述采样管上紧靠所述气体采样口位置处的排污阀；气体采样器壳体。本发明还提供了一种后置式除尘方法。本发明具备便携、成本低、效率高、除尘效果好、不会对环境湿度产生影响的优点。

Description

具有除尘功能的气体采样器及气体采样方法

技术领域

本发明涉及气体采样测量领域，具体涉及一种气体采样器及一种气体采样方法。

背景技术

在气体检测时，例如在进行大气成分检测、煤矿井下瓦斯气体检测、汽车喷涂车间有毒气体检测时，经常要用到气体采样器对环境气体进行采样，然后将采样获得的待测气体注入专业的分析仪器进行分析。

在申请号：200420052283.6、申请日：2004.07.14、实用新型名称：“一种气体采样器”的中国实用新型专利中，和申请号：200910197485.7、申请日：2009.10.21、发明名称：“气体采样器”的中国发明专利中，所公开的都是便于携带的气体采样器。但是，上述气体采样器均不具备粉尘过滤功能，在采样环境粉尘较多的情况下，例如煤矿井下或者汽车喷涂车间，使用这些气体采样器时，待测气体需经过进一步处理才能进行检测。

在申请号：201120132333.1、申请日：2011.04.29、实用新型名称：“气体采样枪”的中国实用新型专利中，利用前置过滤器为待测气体除尘，该气体采样枪具有便携的优势，但是在粉尘较多的情况下，过滤器容易被堵塞需要更换或清理，增加了成本，降低了效率。

在申请号：201210007352.0、申请日：2012.01.12、发明名称：“一种同步采集大气CO₂及水汽样品的装置和方法”的中国发明专利申请中，同样需要专门的大气过滤***对粉尘进行过滤，同时，该专利申请所公开的技术方案中还包括水汽冷凝及贮存***，但该***的作用是采集大气中的水汽样本，与除尘无关。该装置也并非便携式装置。

在申请号：201010110543.0、申请日：2010.02.9、发明名称：“一种煤矿井下移动式气体束管采样监测装置”的中国发明专利中，通过一整套复杂的***实现对井下气体的远程监测，该装置中仍然需要具有专门的除尘器。

为了降低成本，延长设备使用寿命，在粉尘较多的环境下，例如煤矿井下，通常采用的方法是先对采样环境周边一定范围内喷射水雾以降低粉尘浓度，然后再进行气体采集，但是，这种方法对于那些对于环境湿度有严格要求的工作场所，例如汽车喷涂车间，显然是不适用的，因为这会造成产品质量的下降。

另一方面，上述气体采样装置的进气口均采用单管进气的方式，这样在采集气体时，储存气体的空间内在进气口位置会出现扰流，使气体储存装置内的气压或者组分的含量与环境值之间产生偏差，进而影响检测精度。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种便携、通用性强、成本低廉的具有除尘功能的气体采样器，特别适用于粉尘较多的环境下的气体采样。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种具有除尘功能的气体采样器，包括：采样管；设置在所述采样管一端的气体采样口，所述气体采样口设置有一组单向进气阀和单向排气阀；设置在所述采样管内的活塞；与活塞连接并伸出所述采样管的另一端的活塞拉杆；用于向所述采样管内喷水雾的喷雾装置；设置在所述采样管外侧的制冷半导体；设置在所述采样管上紧靠所述气体采样口位置处的排污阀；气体采样器壳体。

优选地，所述喷雾装置与所述活塞拉杆集成在一起，所述活塞拉杆具有中空的储水腔，一根或者多根喷射管从所述储水腔开始向着所述活塞延伸并贯穿所述活塞。

优选地，所述采样管由石英材料制造。

优选地，所述气体采样器壳体上开有观察窗。

优选地，所述气体采样器壳体由隔热材料制造。

本发明的另一个目的是提供一种通用性更强的气体采样方法，在对气体进行采样的同时进行除尘，并且不会对环境湿度造成影响，成本低廉。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种气体采样方法，包括的步骤有：将待测气体抽取进入采样管内；向所述采样管内喷射水雾；对所述采样管进行冷却使附着有粉尘的水汽凝结；将所述采样管内的待测气体排放入检测仪器中。

优选地，在排放所述待测气体的同时收集所述采样管内的污液，待测气体完成从所述采样管向所述检测仪器的排放后，将所述污液排放出所述采样管。

优选地，向所述采样管内喷射水雾直至所述待测气体内的水汽饱和或过饱和。

本发明的有益效果在于：

本发明采用了类似于注射器式的结构，结构简单且便携，抽拉活塞杆将待测气体抽取进入采样管后，再通过喷雾装置对采样管内喷射水雾，然后利用制冷半导体制冷，附着有粉尘的水汽冷却后凝结在采样管壁上，向检测仪器中排放待测气体时，随着推送活塞杆，活塞一边将待测气体排出，一边将管壁上的污液刮下并向前推送，由于排污阀设置在紧靠气体采样口的位置，因此在待测气体排放完成的同时，污液也被全部收集到了排污阀中，然后再打开排污阀将污液排出，为下一次使用作准备。因此，本发明的气体采样器在进行气体采样的同时利用水汽完成了除尘，本身就具备除尘功能，提高了工作效率，并且不需要专门的除尘过滤装置，可反复使用，成本低廉，特别适用于环境粉尘浓度较大的场所。而且，除尘过程是在采样管内进行，对外界环境湿度不会造成影响，通用性更好。而且气体采样口由单向进气阀进气，由单向排气阀排气，既保证了采样完成后气体采样器运输过程中的密封性，又避免了由于采样管内出现扰流而造成的对检测精度的不利影响。

进一步地，将活塞杆加工出中空的储水腔，储水腔通过较细的喷射管连通采样管内部，在抽拉活塞杆的同时，由于采样管内部形成负压，因此储水腔内的水能够经喷射管喷射入采样管内部形成水雾，从而将喷雾装置与活塞拉杆集成到了一起，不再需要额外的喷雾装置，结构更加紧凑、简单。

进一步地，采样管由石英材料制造，不仅抗腐蚀性能好，而且凝结在管壁上的污液容易被活塞刮下并在管内流动，排污效果好。

进一步地，在壳体上开观察窗，方便对采样管内的水汽饱和状态、冷却进程等进行观察。

进一步地，由隔热材料制造气体采样器壳体，不仅能够保护采样管、制冷半导体，还能够防止进行气体采样时或者运输气体采样器时手或者外界环境对制冷半导体的冷却效果产生影响，并避免对采样管内气压产生影响。

同时。利用本发明的方法进行气体采样时，将喷雾除尘过程置于采样过程之后，避免了对环境湿度的影响。

进一步地，对采样管内喷射水雾直至饱和或过饱和，不仅有利于待测气体内的粉尘的充分吸附而提高除尘效果，而且便于肉眼观察。

附图说明

图1是本发明的实施例的气体采样器的结构示意图。

上图中标记说明：1-单向进气阀，2-密封螺母，3-密封橡胶圈，4-单向排气阀，5-固定胶套，6-活塞，7-排污阀，8-活塞拉杆，9-储水腔，10-采样管，11-制冷半导体，12-气体采样器壳体，13-固定胶套，14-固定螺套，15-拉杆连接件，16-喷射管，17-观察窗，100-气体采样器、气体采样口110。

具体实施方式

参考图1，气体采样器100的采样管10用于容纳待测气体，能够用金属、塑料、橡胶、石英等多种材料制造，但优选采用石英材料制造。在图示采样管10的左端，设置有气体采样口110，用于环境待测气体进入采样管10或者从采样管10中排放到专业检测仪器（未示出）中。一般，气体采样口会采用单一的管式结构，或者出于密封的考虑在管式结构上增加密封阀，但若采用单一的管式结构，则在采样过程中管口附近会产生扰流，对采样管内的气压产生影响，因此采样管10内气压与采样环境气压并不相等，相应地气体组分浓度并非真实值，对检测结果造成不利影响，因此在本实施例中，采用了一组单向进气阀1和单向排气阀4的形式，这样不仅起到了密封作用，而且单向进气阀1起到了抽取气体时平稳气流的作用，提高检测精度，单向排气阀4的作用类似。在采样管10的左端，通过密封螺母2、密封橡胶圈3、固定胶套5进行密封，当然，本领域普通技术人员还能够采用类似于注射器与针头之间的密封方式，或者直接将采样管10与气体采样口110焊接或者热融合到一起，或者采取其它合适的密封方式进行密封。类似地，在本实施例中，采样管10的右端是通过固定胶套13和固定螺套14进行密封的，但本发明并不排除采用其它密封形式。在采样管10内设置有活塞6，活塞拉杆8与活塞连接并从采样管10的右端伸出，因此抽拉活塞拉杆8时，采样管10内形成负压，待测气体经单向进气阀1进入采样管10并被储存在其中，而推动活塞拉杆8，待测气体会经单向排气阀4排出以进入专业检测仪器。因此，本发明所采用的结构与注射器类似。在活塞拉杆8的内部加工出中空的储水腔9，并且喷射管16从储水腔9开始向着活塞6延伸直至贯穿活塞6，因此当抽拉活塞拉杆8时，由于采样管10内形成负压，储水腔9内的水会经喷射管16喷入采样管10的内部并形成水雾。在图1中示出的喷射管16为一根，当然也能够设置为多根，提高喷雾效率。在活塞拉杆8的右端设置了拉杆连接件15，一方面方便推拉活塞拉杆，另一方面能够利用拉杆连接件15实现储水腔9与储水罐（未示出）的连通，不断为储水腔9补水。在本实施例中并没有单独的喷雾装置，而是将喷雾装置与活塞拉杆8集成在了一起，结构更加简单、紧凑。本领域普通技术人员能够很容易地想象，还能够为气体采样器100设置单独的喷雾装置，但这样会增加结构复杂度和成本。在采样管10的外侧设置有制冷半导体11，其通过电源（未示出，例如电池）供电制冷。在采样管10上紧靠气体采样口110的位置处，设置有排污阀7，用于收集容纳污液并将其排出。气体采样器壳体12包围采样管10和制冷半导体11，为其内部结构提供保护，并且优选气体采样器壳体12由玻璃纤维、石棉、真空板等隔热材料制造。当采样管10由石英材料制造时，在气体采样器壳体12上开观察窗17，能够直接观察到采样管10的内部情况，因此是具有优势的。

在粉尘较多的环境下，应用本实施例中的气体采样器100进行气体采样时，首先抽拉活塞拉杆8，将待测气体抽取进入采样管10内，在采样的同时，储水腔9内的水会喷射进入采样管10形成水雾，或者在完成抽拉活塞拉杆8的动作后利用单独的喷雾装置喷射水雾。然后，接通电源使制冷半导体11制冷，将采样管10内待测气体中所含水汽冷却，这样粉尘就会附着在水汽上并且随着水汽凝结到采样管10的管壁上形成污液，从而待测气体中的粉尘被清除。优选喷射水雾直至待测气体内的水汽饱和或者过饱和，这样除尘效果更好，而且便于对除尘进度进行观察。当需要进行检测时，推动活塞拉杆8，经过除尘的待测气体被排放如专业的检测仪器中，同时，活塞6将采样管10的管壁上的污液刮下并向前推送，进入排污阀7并被储存在其中，当活塞6到达最左端，待测气体排放完成的同时也完成了对污液的收集。最后，将排污阀7打开排出污液，排污阀7能够进行冲洗，使气体采样器100能够多次重复使用，而不用担心阻塞问题，成本低，效率高。

利用本发明的气体采样器100进行气体采样的方法的主要特点在于，将以前的前置除尘变为后置除尘，并且是利用冷凝水进行除尘，不会对环境湿度造成影响。上述采样方法同样适用于其它形式的气体采样器，因此能够总结出一种新的气体采样方法，包括的步骤有：将待测气体抽取进入采样管内；向采样管内喷射水雾；利用制冷半导体或者冰柜等其它设施对采样管进行冷却使附着有粉尘的水汽凝结；将采样管内的待测气体排放入检测仪器中。采样管内的污液能够在气体排放完成后进行收集，但利用本发明的装置时，能够实现排放气体与收集污液同时进行，在完成待测气体排放后再统一将污液排出，效率更高更方便。

Claims

1.一种具有除尘功能的气体采样器，其特征在于，包括：

采样管；

设置在所述采样管一端的气体采样口，所述气体采样口设置有一组单向进气阀和单向排气阀；

设置在所述采样管内的活塞；

与活塞连接并伸出所述采样管的另一端的活塞拉杆；

用于向所述采样管内喷水雾的喷雾装置；

设置在所述采样管外侧的制冷半导体；

设置在所述采样管上紧靠所述气体采样口位置处的排污阀；

气体采样器壳体。

2.根据权利要求1所述的气体采样器，其特征在于，所述喷雾装置与所述活塞拉杆集成在一起，所述活塞拉杆具有中空的储水腔，一根或者多根喷射管从所述储水腔开始向着所述活塞延伸并贯穿所述活塞。

3.根据权利要求1或2所述的气体采样器，其特征在于，所述采样管由石英材料制造。

4.根据权利要求4所述的气体采样器，其特征在于，所述气体采样器壳体上开有观察窗。

5.根据权利要求1或2所述的气体采样器，其特征在于，所述气体采样器壳体由隔热材料制造。

6.一种气体采样方法，其特征在于，包括的步骤有：

将待测气体抽取进入采样管内；

向所述采样管内喷射水雾；

对所述采样管进行冷却使附着有粉尘的水汽凝结；

将所述采样管内的待测气体排放入检测仪器中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在排放所述待测气体的同时收集所述采样管内的污液，待测气体完成从所述采样管向所述检测仪器的排放后，将所述污液排放出所述采样管。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，向所述采样管内喷射水雾直至所述待测气体内的水汽饱和或过饱和。