CN2729685Y - 数字式大气采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数字式大气采样器，具有一壳体，壳体上设置有流量调节旋钮、若干操作键、指示窗、开关、电源接口及进气口、出气口和流量调节旋钮，壳体内依序设置有与进气口相连的隔膜泵、流量计，流量计的另一端与出气口相连；壳体内还设置有一控制单元、一传感器、一液晶显示屏和供电的电源，控制单元分别与流量调节旋钮、隔膜泵、传感器、液晶显示屏、电源及各操作键相连接，流量调节旋钮为可调多圈精密电位器。本实用新型可实时显示采样速度、采样时间和采样量，且体积小、重量轻、携带方便，适用于环境保护、卫生防疫、劳动保护、装饰装修、生活场所和工矿企业等部门有毒有害气体的现场定量采集。

Description

数字式大气采样器

技术领域

本实用新型涉及一种空气采样分析仪器，具体涉及一种用于现场快速定量采集空气样品的便携的数字式大气采样器。

背景技术

随着科技与工业的迅速发展和人民生活水平的不断改善，与人们日常生活息息相关的空气质量问题已越来越受到人们的普遍关注，空气污染问题在国际上已被列为危害人体健康的五大因素之一。室内外的空气污染对人体健康都可导致不良影响，而室内空气污染较室外空气污染更为严重。因此，人们在重视室外环境与空气污染的同时，更需注意室内空气污染带给人体健康的危机及负面影响。

在我国加入世界贸易组织与国际接轨的同时，加快研究具有我国知识产权的先进检测设备和方法，提高现代检测技术水平是当前的重要任务，研制和推广符合国家标准的小型化、智能化、现场化的分析仪器则是重要的发展方向。

传统的大气采样器大都采用针形阀调节、控制气体流量，由于针形阀为机械调节方式，控制流量的精度较差，并且长时间使用会造成密封圈老化，时有发生漏气或调节失灵等现象。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种用于现场快速空气采样的数字式大气采样器，其气体流量稳定，精度高，可快速、简便、准确、现场定量采集生活场所和工矿企业等部门的有毒有害气体。

为达到上述目的，本实用新型所提供的数字式大气采样器，其具有一壳体，所述壳体上设置有流量调节旋钮、若干操作键、指示窗、开关、电源接口及进气口、出气口和流量调节旋钮，其特征在于：所述壳体内依序设置有与所述进气口相连的隔膜泵、流量计，所述流量计的另一端与所述出气口相连；

所述壳体内还设置有一控制单元、一传感器、一液晶显示屏和供电的电源，所述控制单元分别与所述流量调节旋钮、隔膜泵、传感器、液晶显示屏、电源及各所述操作键相连接，所述流量调节旋钮为可调多圈精密电位器。

所述控制单元包括一单片机，所述可调多圈精密电位器的一端与所述单片机连接。

所述流量计为玻璃管构造，并通过所述指示窗显露于外。

所述流量计后面还设置有一为其提供照明的背光源。

所述背光源为发光二极管。

所述电源为交直流两用电源，内置可充电的锂离子电池。

所述电源的电压为3.6V。

所述电源的电压为7.2V。

采用上述技术方案，使本实用新型具有如下显著特点：

1、采用单片机控制，具有设置、采样功能。

2、数字式液晶屏幕具有实时显示采样速度、采样时间和采样量的功能。

3、体积小、重量轻、携带方便。

由于本实用新型用可调多圈精密电位器调节气体流量代替了传统大气采样器中使用的针形阀，即用电调节代替机械调节，使本实用新型具有气体流量稳定，精度高，使用寿命长的优点，且不存在调节失灵的问题。

附图说明

图1是本实用新型的外部结构示意图

图2是本实用新型的原理方框图

图3是本实用新型采用电位器通过单片机控制隔膜泵运转的电路示意图

图4是本实用新型的电路原理图

具体实施方式

下面根据本实用新型具体实施例并结合附图，进行详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型由壳体1、显露在壳体1外表面的外部结构和包含在壳体1之中的内部结构组成。

如图1所示，显露在壳体1外表面的外部结构包括设置在前面板的液晶显示屏2、三个操作键3、4、5、流量指示窗6，在壳体1外部左侧面安装有开关7、电源接口8，顶端平面安装有可调多圈精密电位器9，用于调节气体流量，以及进气口10和出气口11，底部则设置有支架固定孔12。

如图2所示，包含在壳体1之中的内部结构包括依序连接的与进气口10相连的进气端13、隔膜泵14、流量计15、与出气口11相连的出气端16，以及控制单元18、可充电电源17、传感器20、液晶显示屏2和背光源19。

其中隔膜泵14用于抽取气体样品，以采集大气中气态或蒸汽样品，且其运转状态反馈给控制单元18，由控制单元18来控制隔膜泵14稳速运转，使气体流量稳定，并在液晶显示屏2上显示出气体流量、采样量、采样时间、采样速度等数据。在本实施例中，隔膜泵14采用德国的SP公司的产品，其使用寿命在2000小时以上。

流量计15为玻璃管构造，其通过流量指示窗6显露于壳体1的前面板。背光源19设置在流量计15的后面，为观测流量指示提供照明。背光源19可以是发光二极管，也可以是其它发光体，由可充电电源17为其供电。

开关7与可充电电源17连接，为仪器的总开关，打开开关7，可充电电源17便开始为仪器供电。可充电电源17为交直流两用电源，内置可充电的锂电池，其与电源接口8连接，当电源接口8与220V电源连接时，便通过充电电路给可充电电源17的锂电池充电，并切断可充电电源17给仪器的供电，当断开220V电源时，充电电源17恢复给仪器供电。该充电电路为常见电路，在此不再赘述。

传感器20，包括温度、压力和湿度传感器，分别用于测量环境温度、压力和湿度，并将所测数据输入控制单元18，使控制单元18及时校正采样后的气流流量，保持气体流量稳定，并在液晶显示屏2上显示出环境温度、压力、湿度等数据。在本实施例中温度传感器采用的型号为18B20，压力传感器的型号为4100P，湿度传感器的型号为HM1500。

控制单元18由单片机及与各器件连接的电路组成控制***，其电路图如图4所示。在本实施例中，控制单元18采用51系列单片机。前述器件中的隔膜泵14、传感器20、液晶显示屏2、可充电电源17及各操作键3、4、5分别与控制单元18的单片机相连接，由可充电电源17提供工作电压，单片机发出相关指令控制各器件工作。其中气体流量调节分为自动和手动调节两种方式，自动调节方式是由传感器20中的流量传感器将信号传递给单片机，单片机根据收到的信号控制隔膜泵14的运转，以调节气体流量，并实时在液晶显示屏2上显示出来。图4中虚线框内表示的是手动调节方式的电路图，它是通过调节与单片机相连的可调多圈精密电位器9来控制隔膜泵14的转速并与流量计15相匹配实现的。

如图3所示，手动调节采样流量是用可调多圈精密电位器9完成的。可调多圈精密电位器9一端与单片机连接，另一端与电压比较器U3的负极连接，电压比较器U3的输出端通过MOS功率管T2与隔膜泵14连接，可调多圈精密电位器9的调节旋钮露出于壳体1的外表面。旋转可调多圈精密电位器9的调节旋钮，即可改变可调多圈电位器9的电位，进而改变隔膜泵14的转速，达到精确控制气体流量的目的。

下面具体介绍本实用新型的工作过程：

1、将数字式大气采样器底端的固定孔12与支架连接并旋紧固定，距离地面高度可通过支架上的旋钮自行调节。

2、将上一级气泡吸收管出气口通过硅胶管连接于数字式大气采样器进出气口10、11，并使连接口不漏气。

3、接通数字式大气采样器电源，按操作键3设置采样时间(根据采样地点的采样气体浓度和采样气体流量而定)。操作键3为采样时间增加键，操作键4为采样时间减少键，设置采样速度、时间、流量。

4、按下操作键5键，控制单元18控制隔膜泵14抽气，开始采集空气样品，需要暂停时则按操作键3键。

5、采样器实时显示采样时间、气体流量、采样体积、环境温度、湿度、压力，采样结束后，自动停机。

本实用新型可在0.1～1.0L/min的流量范围内进行采集，流量稳定性≤3％，流量精度为2.5级，定时误差≤0.5％，工作温度在5～40℃的范围，仪器重量约为0.5kg。

综上所述，本实用新型具有稳定性好，体积小，重量轻，携带方便的优点，适用于环境保护、卫生防疫、劳动保护、装饰装修、生活场所和工矿企业等部门有毒有害气体的现场定量采集。

Claims (8)

1、一种数字式大气采样器，具有一壳体，所述壳体上设置有流量调节旋钮、若干操作键、指示窗、开关、电源接口及进气口、出气口和流量调节旋钮，其特征在于：所述壳体内依序设置有与所述进气口相连的隔膜泵、流量计，所述流量计的另一端与所述出气口相连；

所述壳体内还设置有一控制单元、一传感器、一液晶显示屏和供电的电源，所述控制单元分别与所述流量调节旋钮、隔膜泵、传感器、液晶显示屏、电源及各所述操作键相连接，所述流量调节旋钮为可调多圈精密电位器。

2、如权利要求1所述的数字式大气采样器，其特征在于：所述控制单元包括一单片机，所述可调多圈精密电位器的一端与所述单片机连接。

3、如权利要求1所述的数字式大气采样器，其特征在于：所述流量计为玻璃管构造，并通过所述指示窗显露于外。

4、如权利要求3所述的数字式大气采样器，其特征在于：所述流量计后面还设置有一为其提供照明的背光源。

5、如权利要求4所述的数字式大气采样器，其特征在于：所述背光源为发光二极管。

6、如权利要求1所述的数字式大气采样器，其特征在于：所述电源为交直流两用电源，内置可充电的锂离子电池。

7、如权利要求6所述的数字式大气采样器，其特征在于：所述电源的电压为3.6V。

8、如权利要求6所述的数字式大气采样器，其特征在于：所述电源的电压为7.2V。

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