CN218725796U - 一种全自动温室气体采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动温室气体采样器，包括与控制端网络连接的中央控制单元，所述中央控制单元与多路进样模组电连接，所述多路进样模组包括若干个相互独立的进样泵，所述进样泵的输出端通过进样管与气体截止阀、手动球阀、采样罐Ⅰ、采样罐Ⅱ依次连接，所述气体截止阀、手动球阀之间的进样管上安装有压力传感器，所述气体截止阀、压力传感器均与中央控制单元电连接。

Description

一种全自动温室气体采样器

技术领域

本实用新型涉及温室气体采样领域，特别涉及一种全自动温室气体采样器。

背景技术

十四五”时期，我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。

“双碳”目标对碳监测体系建设提出新的更高要求，生态环境部正在区域、城市和重点行业三个层面开展碳监测评估试点工作。碳监测包括对温室气体的常规或临时的数据收集、监测和计算，通过综合观测、数值模拟、统计分析等手段，获取温室气体排放强度、环境中浓度、生态***碳汇以及对生态***影响等碳源汇状况及其变化趋势信息。

大气样品的采集当前多采用气袋、注射器抽取、苏玛罐（VOCs类样品）等方式。但因为温室气体在大气中是痕量存在的，并且其成分除了CO₂、CH₄等还有部分卤代温室气体，因此温室气体样品采集需要克服三个难题：样品压缩，增大采样量；样品贮存装置应为惰性密封装置，具有较好的化学稳定性；样品采集装置应可以采用恒温热脱附等方式进行处理，消除使用前后的污染。当前的气袋、注射器抽取、苏玛罐等采样装置无法进行样品压缩及热脱附处理，因此并不适用于温室气体的采样。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种全自动温室气体采样器。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种全自动温室气体采样器，包括与控制端网络连接的中央控制单元，所述中央控制单元与多路进样模组电连接，所述多路进样模组包括若干个相互独立的进样泵，所述进样泵的输出端通过进样管与气体截止阀、手动球阀、采样罐Ⅰ、采样罐Ⅱ依次连接，所述气体截止阀、手动球阀之间的进样管上安装有压力传感器，所述气体截止阀、压力传感器均与中央控制单元电连接。

所述中央控制单元包括均与MCU控制模块电连接的4G远程通讯模块、数据存储模块、触摸屏显示模块、压力控制模块，所述MCU控制模块与进样泵、气体截止阀分别电连接，所述压力控制模块与压力传感器电连接，所述4G远程通讯模块与控制端通过网络连接。

所述进样泵为无油泵，进样流量为10L/min，进样压力小于等于0.2MPa。

所述采样罐Ⅰ、采样罐Ⅱ均为内壁涂覆惰性材料的不锈钢罐。

所述采样罐Ⅰ、采样罐Ⅱ耐压大于等于1MPa。

所述覆惰性材料为聚四氟乙烯。

所述气体截止阀为两位三通电磁阀。

本实用新型具有以下有益技术效果：

1、当前大气采样主要采用气袋采样、苏玛罐采样等方式，以上两种采样方式适用于VOCs（挥发性有机物）的采样，缺少专门用于温室气体采样的采样设备。本实用新型所提出的专用于温室气体采样的设备可以解决缺少专用温室气体采样设备的问题。

2、温室气体采样一般要求在CO2基底浓度比较高的中午采样，并且需要闭开雨雪天气等，采用远程自动控制的方式，可以在控制中心自由选择合适的时间开展采样。

3、温室气体采样需要一定的采样高度与周期，采用多通道采样的方式，可以开展连续几天不同梯度的采样，大大提升采样效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

附图1为全自动温室气体采样器基本原理图。

附图2为全自动温室气体采样器管路连接图。

附图3为全自动温室气体采样器使用控制图。

图1中，1－中央控制单元，2－进样泵，3－气体截止阀，4－手动球阀，5－采样罐Ⅰ，6－采样罐Ⅱ， 7－压力传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是一个或一个以上；“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

附图1至附图3为本实用新型的一种具体实施例。该实施例提供了一种全自动温室气体采样器。

该全自动温室气体采样器包括中央控制单元1，中央控制单元1与多路进样模组电连接；多路进样模组为与通道数匹配的多路进样泵构成，用于提供正压采样所需的动力，即多路进样模组包括至少两个相互独立的进样泵2，每一个进样泵2的输出端均通过进样管与气体截止阀3、手动球阀4、采样罐Ⅰ5、采样罐Ⅱ6依次连接，即采样罐Ⅰ5、采样罐Ⅱ6为串联。在气体截止阀3、手动球阀4之间的进样管上安装有压力传感器7。两个采样罐均为采用内壁涂覆惰性材料的不锈钢罐，用于温室气体采样。

中央控制单元包括4G远程通讯模块、数据存储模块、触摸屏显示模块、MCU控制模块、压力控制模块等子模块，可以完成整机全流程的操作控制。其中4G远程通讯模块、数据存储模块、触摸屏显示模块均与MCU控制模块电连接，MCU控制模块与进样泵2、气体截止阀3分别电连接，压力控制模块与压力传感器7电连接。中央控制单元可以通过远程无线通讯启动某一采样管路，或者根据设定好的程序完成顺序采样；所述压力传感器、压力控制单元和气体截止阀用于控制采样压力，达到所需压力要求时中止采样。

4G远程通讯模块与控制端通过网络连接，可以通过远程无线通讯启动某一采样管路，或者根据设定好的程序完成顺序采样。

本实施例中进样泵为无油泵，进样流量为10L/min，进样压力最大为0.2MPa；进样管为不锈钢材质；采样罐耐压要求为耐压1MPa以上，每一路进样气路，串联两个采样罐；压力传感器，量程应≥0.5MPa，并且可耐受1MPa以上的压力。每一路进样气路配置一个压力传感器，安装于多路进样模组之后，不锈钢采样罐之前，达到设置采样压力后，将压力传输至中央处理单元，由中央处理单元发出指令，停止该路采样。

气体截止阀，为两位三通电磁阀，每一路进样气路配置一个气体截止阀，安装于压力传感器之后，不锈钢采样罐之前，用于停止采样后，切换密封采样罐压力并泄压。

手动球阀，为手动密封阀，安装于气体截止阀之后，不锈钢采样罐之前，用于回收气体采样罐时密封压力。

进行温室气体采样时，在气体收集塔的不同高度设置多个采样点，每个采样点均连接一个全自动温室气体采样器，即每个采样点均通过管路与全自动温室气体采样器的中若干个进样泵2分别连接。

实际应用中，根据中央控制单元设置好的程序，按照启动时间，启动进样模组中的需要启动气路的进样泵，进样泵按照10L/min的流量将样本气体经过。

中央控制单元1 包含设备使用流程控制启动某一采样管路，或者根据设定好的程序完将温室气体样品采集到两个采样罐中，压力传感器7检测两个采样罐的压力值，采样罐达到所需压力要求时中止采样。

依据附图2，本发明的温室气体采样原理如下：

中央控制单元可以控制温室气体采样器单独启动一路，或者设定好启动顺序启动多路温室气体的采样。以A路为例，A路采样模组采样点放置在气体收集塔的高度A点。A路的MCU控制模块控制A1路和A2路进样泵。当A1路进样泵开启时，气体经过A1路的进样泵，经过气体截止阀，流经手动球阀进入到采样罐Ⅰ5、采样罐Ⅱ6中。采样罐Ⅰ5、采样罐Ⅱ6串联，压力相等。压力传感器7将压力数据实时传输给中央控制单元1，采样罐Ⅰ5、采样罐Ⅱ6中的气体达到设定的压力值时，中央控制单元1控制气体截止阀3停止向采样罐内继续输入气体，并关闭进气管路，同时泄掉进样泵2到气体截止阀3之间的压力。关闭手动球阀7，取下采样罐Ⅰ5、采样罐Ⅱ6，完成A1路的采样。其他气路和A1路相同。

本实施例中两个采样罐串联的好处是可以用于不同的成分分析，一个样品用于分析13C同位素，一个样品用于分析14C同位素。取下采样罐后分开放置。采样罐的气路连接口内嵌有单向阀，保证气态样品只进不出，取下采样罐后，采样罐不会漏气。

每一路设置两个采样泵，采样泵均是独立的。因为采样装置需要与梯度采样塔连接，每一个采样梯度上有一个主进样气路，一个备用气路。长时间工作过程中如果主进样气路堵塞了，程序可以控制切换到备用气路，保证采样工作可以顺利完成。

本实施例中的惰性材料一般为聚四氟乙烯。

依据附图3，本发明的温室气体采样器的使用方法如下：

温室气体采样器，采样前、采样时、采样后均可将温室气体采样器运行信息通过4G传输模块将信息传输至远程的控制端，控制端可以远程开启或者暂停温室气体采样器的工作进程。完成A1路采样后，要等到预定时间进行A2路采样。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种全自动温室气体采样器，其特征在于：包括与控制端网络连接的中央控制单元（1），所述中央控制单元（1）与多路进样模组电连接，所述多路进样模组包括若干个相互独立的进样泵（2），所述进样泵（2）的输出端通过进样管与气体截止阀（3）、手动球阀（4）、采样罐Ⅰ（5）、采样罐Ⅱ（6）依次连接，所述气体截止阀（3）、手动球阀（4）之间的进样管上安装有压力传感器（7），所述气体截止阀（3）、压力传感器（7）均与中央控制单元（1）电连接。

2.根据权利要求1所述的全自动温室气体采样器，其特征在于：所述中央控制单元（1）包括均与MCU控制模块电连接的4G远程通讯模块、数据存储模块、触摸屏显示模块、压力控制模块，所述MCU控制模块与进样泵（2）、气体截止阀（3）分别电连接，所述压力控制模块与压力传感器（7）电连接，所述4G远程通讯模块与控制端通过网络连接。

3.根据权利要求1或2所述的全自动温室气体采样器，其特征在于：所述进样泵（2）为无油泵，进样流量为10L/min，进样压力小于等于0.2MPa。

4.根据权利要求1或2所述的全自动温室气体采样器，其特征在于：所述采样罐Ⅰ（5）、采样罐Ⅱ（6）均为内壁涂覆惰性材料的不锈钢罐。

5.根据权利要求4所述的全自动温室气体采样器，其特征在于：所述采样罐Ⅰ（5）、采样罐Ⅱ（6）耐压大于等于1MPa。

6.根据权利要求4所述的全自动温室气体采样器，其特征在于：所述覆惰性材料为聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1或2所述的全自动温室气体采样器，其特征在于：所述气体截止阀（3）为两位三通电磁阀。

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