一种气袋法气体采样方法与流程

1.本发明涉及一种采样方法，尤其设计一种气袋法气体采样方法。


背景技术：

2.气袋采样是将某一气体采集起来，进行分析测定，采样的方式应根据采样的目的和现场情况而定，所采样品应有代表性以获得可靠的基本数据；目前的气袋法气体采样装置包括一个采样管，采样管的尾端连接一个气袋，气袋放置在一个密封的气室内，气袋的出口固定在气室的上端并且与采样管的尾部连通，气室连接一个可以正负压切换的电动气泵，采样管内设置有电加热丝，用于加热采样的气体，使其温度达到120℃，当采样之前，先需要对气袋内的气体进行置换，一般采用的方式是先打开电动气泵使其负压，气室内部压力减少，这样，气袋内压力会向外扩展而使气袋的体积增大，从而将气体抽入到气袋内，然后电动气泵切换成正压，这样气室压力增大，就会将气袋内的气体压出，如此反复后就可以置换，然这种采样装置还是存在以下缺点：1、在进行置换时，气袋的气体是从采样管中排出，由于气袋的体积较小，因此，置换排出的气体并不能完全从采样管中排出，从而导致排出的气体依旧是处于采样管内，这样导致采样的气体并不是完全的采样气体，导致结果不准；2、目前的这种气袋法采样装置只能采集一次气体，但是正常情况下，一个采样点上需要分时间采集四次气体，这样就导致在采集的过程中非常繁琐，需要频繁的将气袋取出，安装，然后气体置换等，导致需要人工参与的程度较高，费事费力；3、目前的这种气袋法采集装置虽然温度加热到了120℃后，水分变成了水蒸气，但是进入到气袋后并没有保温装置，导致在后期的输送运输途中气袋内的水蒸气会凝结成水，而液态的水就会溶解一些气体中的目标检测物质，例如气体voc检测采样时，voc 会溶解在水中，这样就会导致后续的检测结果不准。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：提供一种气袋法气体采样方法，该方法能够一次性分时段采集多次次，实现气袋和采样管内气体的置换，有效减小影响结果的因素，提高采样效率。
4.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种气袋法气体采样方法，s1、设备的前期准备：
5.s11、一种气袋法气体采样装置，包括采样箱，所述采样箱内设置有气室和放置腔，所述气袋放置于放置腔内，所述放置腔包括多个放置腔室，所述多个放置腔室上均设置有与气室连通的镂空孔，所述气室连接有一个用于增压或减压的压力控制装置，所述每个放置腔室内均放置有一个所述气袋，所述气袋的入口固定在放置腔的上端，所述气袋入口均连接一个分管，所述分管通过总管与采样管连接，所述每个分管上设置有一个用于开启或关闭分管的分开关装置，所述总管和采样管之间设有开启或关闭的入口开关装置，所述采样管上设置有对采样气体进行加热的第一电加热装置，将该气体采样装置的采样管设置于
采样点。
6.s2、启动压力控制装置对气室抽气，并开启每个分管上的分开关装置和入口开关装置，样气依次通过采样管、总管和各分管后进入到各气袋内，待每个气袋的体积膨胀与气室的侧壁接触后压力控制装置停止抽气；
7.s3、压力控制装置切换工作状态对气室供气加压，气袋被挤压排气；
8.s4、重复步骤s2至s3多次，直至完成对气袋内气体的置换；
9.s5、到达第一次采样时间，开启入口开关装置和其中一个分管上的分开关装置，开启压力控制装置对气室进行抽气，采样气体进入对应的气袋内，待该气袋的体积膨胀与气室的侧壁接触后，在关闭该分管上的分开关装置后，压力控制装置停止抽气，等待下一采样时间；
10.s6、到达第二次采样时间时，重复步骤s5使采样气体进入第二个气袋内；
11.s7、依次在后续的采样时间节点重复步骤s5操作，使气体依次进入到剩余的气袋内，完成采样。
12.优选的，在所述总管的另一端设有排气口，所述排气口处设有开启或关闭排气口的排气开关装置，所述步骤s3中，气袋被挤压排气的具体流程为：关闭入口开关装置同时打开排气开关装置，气袋内的气体从排气口排出；而在步骤s2的过程中，入口开关装置开启而排气开关装置关闭。
13.优选的，所述采样管上设置有第一电加热装置，在气体置换和采样的过程中，第一电加热装置均启动对采样气体进行加热，加热温度为120℃
±
5℃。
14.优选的，该方法在采样过程中，放置腔室内部设有恒温装置，使加热后的气体进入气袋内后进行恒温处理，所述保温装置采用第二电加热装置。
15.优选的，所述放置腔室内分为多层结构，所述放置腔室的室壁包括外层室壁、内层室壁和设置于外层室壁和内层室壁之间的保温层，所述第二电加热装置设置于所述保温层内，避免了气袋与第二加热装置直接接触，所述放置腔室内设置有温度传感器用于检测加热温度，在步骤s6 中，气袋膨胀与内层室壁接触后，第二电加热装置启动对气袋内气体进行恒温保存。
16.优选的，采样管和总管的连接处设有一个过滤装置，过滤装置包括钛过滤芯和分子筛，在采样管进气过程中，过滤气体中的水汽和颗粒杂质。
17.优选的，在气体置换和采样的过程中，所述分开关装置均为电磁阀，采用电磁阀通过电流来控制电磁阀的开关来进行远程操控；所述入口开关装置采用调节阀，在管道中起可变阻力的作用，调节气流大小；所述排气开关装置采用球阀。
18.采用了上述技术方案后，本发明的效果是：由于气袋法气体采样方法，s1、设备的前期准备：
19.s11、一种气袋法气体采样装置，包括采样箱，所述采样箱内设置有气室和放置腔，所述气袋放置于放置腔内，所述放置腔包括多个放置腔室，所述多个放置腔室上均设置有与气室连通的镂空孔，所述气室连接有一个用于增压或减压的压力控制装置，所述每个放置腔室内均放置有一个所述气袋，所述气袋的入口固定在放置腔的上端，所述气袋入口均连接一个分管，所述分管通过总管与采样管连接，所述每个分管上设置有一个用于开启或关闭分管的分开关装置，所述总管和采样管之间设有开启或关闭的入口开关装置，所述采
样管上设置有对采样气体进行加热的第一电加热装置，将该气体采样装置的采样管设置于采样点。
20.s2、启动压力控制装置对气室抽气，并开启每个分管上的分开关装置和入口开关装置，样气依次通过采样管、总管和各分管后进入到各气袋内，待每个气袋的体积膨胀与气室的侧壁接触后压力控制装置停止抽气；
21.s3、压力控制装置切换工作状态对气室供气加压，气袋被挤压排气；
22.s4、重复步骤s2至s3多次，直至完成对气袋内气体的置换；
23.s5、到达第一次采样时间，开启入口开关装置和其中一个分管上的分开关装置，开启压力控制装置对气室进行抽气，采样气体进入对应的气袋内，待该气袋的体积膨胀与气室的侧壁接触后，在关闭该分管上的分开关装置后，压力控制装置停止抽气，等待下一采样时间；
24.s6、到达第二次采样时间时，重复步骤s5使采样气体进入第二个气袋内；
25.s7、依次在后续的采样时间节点重复步骤s5操作，使气体依次进入到剩余的气袋内，完成采样；
26.首先该方法先进行气体的置换，将采样管置于所需采样点中，开启各分管上的分开关装置和入口开关装置，开启压力控制装置，对气室进行抽气减压，此时外部压力大于内部压力，气体就从采样管进入总管，再进入各分管的气袋内，当气袋膨胀至与气室的侧壁接触后，压力控制装置对气室进行吹气增压，此时内部压力大于外部压力，因此气体从气袋内挤出，由分管汇总至总管，再从采样管排除，重复上述操作多次，完成置换，关闭分管上的开关装置、入口开关装置和压力控制装置；接着开始进行采样操作，在第一次采样时，通过第一电加热装置将采样管内的气体进行加热，待加热至120
°
后，开启压力控制装置对气室进行抽气减压，此时只打开其中一个分开关装置和入口开关装置，采样气体就会从采样管进入总管，在进入所开启的分管的气袋内，接着关闭相应的分开关装置，等待第二次采样，操作与上述相同，只需开启另一个分开关装置，使第二次采样的气体进入另一个气袋内，直至将装置内的气袋都采集完毕或完成所需采样次数；该方法能够一次性分时段采集多次次，实现气袋和采样管内气体的置换，有效减小影响结果的因素，提高采样效率。
27.又由于在所述总管的另一端设有排气口，所述排气口处设有开启或关闭排气口的排气开关装置，所述步骤s3中，气袋被挤压排气的具体流程为：关闭入口开关装置同时打开排气开关装置，气袋内的气体从排气口排出；而在步骤s2的过程中，入口开关装置开启而排气开关装置关闭，进气和出气就能区别出来，保证置换后气体纯度更高，提高采样精确性。
28.又由于所述采样管上设置有第一电加热装置，在气体置换和采样的过程中，第一电加热装置均启动对采样气体进行加热，加热温度为120℃
±
5℃，使气体内的水分蒸发，提升气体干燥度，减少目标检测物质的溶解，提高采样精确性。
29.又由于该方法在采样过程中，放置腔室内部设有恒温装置，使加热后的气体进入气袋内后进行恒温处理，所述保温装置采用第二电加热装置，所述放置腔室内分为多层结构，所述放置腔室的室壁包括外层室壁、内层室壁和设置于外层室壁和内层室壁之间的保温层，所述第二电加热装置设置于所述保温层内，避免了气袋与第二加热装置直接接触，所述放置腔室内设置有温度传感器用于检测加热温度，在步骤s6中，气袋膨胀与内层室壁接触后，第二电加热装置启动对气袋内气体进行恒温保存，这样加热后的气体进入气袋后能
一直保持该温度，使气体不会冷却凝结水珠，提高后续检测的准确性。
30.又由于采样管和总管的连接处设有一个过滤装置，过滤装置包括钛过滤芯和分子筛，在采样管进气过程中，过滤气体中的水汽和颗粒杂质，避免液态的水就会溶解一些气体中的目标检测物质，保证检测的准确度。
31.又由于在气体置换和采样的过程中，所述分开关装置均为电磁阀，采用电磁阀通过电流来控制电磁阀的开关来进行远程操控，所述入口开关装置采用调节阀，在管道中起可变阻力的作用，调节气流大小；所述排气开关装置采用球阀，这样操作方便快捷，提高了采样效率。
附图说明
32.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
33.图1是本发明实施例的结构示意图；
34.附图中：1、采样箱；2、箱体；3、盖板；4、密封条；5、气室；6、放置腔室；61、外层室壁；62、内层室壁；63、保温层；64、第二电加热装置；7、气袋；8、镂空孔；9、分管；10、第一电磁阀；11、第二电磁阀；12、第三电磁阀；13、第四电磁阀；14、总管；15、排气口； 16、排气开关装置；17、采样管；18、入口开关装置；19、第一电加热装置；20、过滤装置；21、电动气泵；22、压力表；23、卡扣结构
具体实施方式
35.下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
36.如图1所示，一种气袋法气体采样方法，
37.s1、设备的前期准备：
38.s11、一种气袋法气体采样装置，包括采样箱1，所述采样箱1内设置有气室5和放置腔，所述气袋7放置于放置腔内，所述放置腔包括多个放置腔室6，所述多个放置腔室6上均设置有与气室5连通的镂空孔 8，所述气室5连接有一个用于增压或减压的压力控制装置，所述每个放置腔室6内均放置有一个所述气袋7，所述气袋7的入口固定在放置腔的上端，所述气袋7入口均连接一个分管9，所述分管9通过总管14 与采样管17连接，所述每个分管9上设置有一个用于开启或关闭分管9 的分开关装置，所述总管14和采样管17之间设有开启或关闭的入口开关装置18，所述采样管17上设置有对采样气体进行加热的第一电加热装置19，将该气体采样装置的采样管17设置于采样点；
39.s2、启动压力控制装置对气室5抽气，并开启每个分管9上的分开关装置和入口开关装置18，样气依次通过采样管17、总管14和各分管 9后进入到各气袋7内，待每个气袋7的体积膨胀与气室5的侧壁接触后压力控制装置停止抽气；
40.s3、压力控制装置切换工作状态对气室5供气加压，气袋7被挤压排气；
41.s4、重复步骤s2至s3多次，直至完成对气袋7内气体的置换；
42.s5、到达第一次采样时间，开启入口开关装置18和其中一个分管9 上的分开关装置，开启压力控制装置对气室5进行抽气，采样气体进入对应的气袋7内，待该气袋7的体积膨胀与气室5的侧壁接触后，在关闭该分管9上的分开关装置后，压力控制装置停止抽气，等待下一采样时间；
43.s6、到达第二次采样时间时，重复步骤s5使采样气体进入第二个气袋7内；
44.s7、依次在后续的采样时间节点重复步骤s5操作，使气体依次进入到剩余的气袋7内，完成采样。
45.在所述总管14的另一端设有排气口15，所述排气口15处设有开启或关闭排气口15的排气开关装置16，所述步骤s3中，气袋7被挤压排气的具体流程为：关闭入口开关装置18同时打开排气开关装置16，气袋7内的气体从排气口15排出；而在步骤s2的过程中，入口开关装置 18开启而排气开关装置16关闭，这样在排气过程中，使气袋7内气体排放干净，使置换后的气体纯度更高，采样更准确。
46.优选的，所述采样管17上设置有第一电加热装置19，在气体置换和采样的过程中，第一电加热装置19均启动对采样气体进行加热，加热温度为120℃
±
5℃，使进入气袋7内的气体减少水分。
47.该方法在采样过程中，放置腔室6内部设有恒温装置，使加热后的气体进入气袋7内后进行恒温处理，所述保温装置采用第二电加热装置64，与上述第一电加热装置19配合使用，使气体不会冷却凝结水珠，保证气体内目标检测物质不会溶于水，使后续检测准确。
48.优选的，所述放置腔室6内分为多层结构，所述放置腔室6的室壁包括外层室壁61、内层室壁62和设置于外层室壁61和内层室壁62之间的保温层63，所述第二电加热装置64设置于所述保温层63内，避免了气袋7与第二加热装置直接接触，所述放置腔室6内设置有温度传感器用于检测加热温度，在步骤s6中，气袋7膨胀与内层室壁62接触后，第二电加热装置64启动对气袋7内气体进行恒温保存，采用多层结构能使放置腔室6内的热量散发的缓慢，并且将第二加热装置放置于保温层63内，避免了与气袋7直接接触，提高安全性。
49.采样管17和总管14的连接处设有一个过滤装置20，过滤装置20 包括钛过滤芯和分子筛，在采样管17进气过程中，过滤气体中的水汽和颗粒杂质；在步骤s2和s5中，气体进入采样管17内经过钛过滤芯和分子筛，通过钛过滤芯和分子筛对气体内的水分或杂质进行过滤，使气体纯度更高。
50.在气体置换和采样的过程中，所述分开关装置均为电磁阀，采用电磁阀通过电流来控制电磁阀的开关来进行远程操控，所述入口开关装置 18采用调节阀，在管道中起可变阻力的作用，调节气流大小；所述排气开关装置16采用球阀。
51.另外本发明实施例还公开一种实现上气袋法气体采样方法的采样装置，如图1所示，一种气袋法气体采样装置，包括采样箱1，所述采样箱1内设置有气室5和放置腔，所述气袋7放置于放置腔内，所述放置腔包括多个放置腔室6，所述多个放置腔室6上均设置有与气室5连通的镂空孔8，所述气室5连接有一个用于增压或减压的压力控制装置，所述每个放置腔室6内均放置有一个所述气袋7，所述气袋7的入口固定在放置腔的上端，所述气袋7入口均连接一个分管9，所述分管9通过总管14与采样管17连接，所述每个分管9上设置有一个用于开启或关闭分管9的分开关装置，所述总管14和采样管17之间设有开启或关闭的入口开关装置18，所述采样管17上设置有对采样气体进行加热的第一电加热装置19。
52.在本实施例中，所述放置腔内安装有4个气袋7，因此放置腔包括 4个放置腔室6，所述4个放置腔室6对应4个分管9，所述压力控制装置为电动气泵21，所述电动气泵21由一个气路管道连接至气室5，所述电动气泵21上设有方便观察压力的压力表22，电动气泵21通过电力能不断抽气或吹气，这样使气室5内的压力变小或变大，并且电动气泵 21上的压力
表22能观察此时的压力大小以此来决定后续操作，提高安全性；所述第一加热装置采用电加热丝，在采样管17管内设有电加热丝，对管内气体进行加热，温度在120℃
±
5℃，有效减少管内的水汽；所述入口开关装置18采用调节阀，所述调节阀在管道中起可变阻力的作用，因此能调节气流大小，有效控制气体进出流速；当然也能采用球阀或蝶阀等能控制开关的阀门。
53.进一步的所述采样箱1包括箱体2和盖板3，所述盖板3和箱体2 之间通过卡扣结构23连接，所述盖板3和箱体2之间设置有密封条4，所述卡扣结构23为现有结构，因此不在文中详细描述，所述4个放置腔室6设置于箱体2和盖板3之间，所述气室5设置于放置腔室6的下方，所述盖板3上设有与4个气袋7入口一一对应的盖板3开口并且与分管9连接，所述分开关装置采用电磁阀，所述电磁阀包括第一电磁阀 10、第二电磁阀11、第三电磁阀12和第四电磁阀13，这样通过电路就能远程控制每个电磁阀来实现气袋7的开关，提高效率。
54.在本实施例中，所述总管14的另一端设有排气口15，所述排气口 15处设有开启或关闭排气口15的排气开关装置16，由于采集管需沿伸较远，再连接总管14使气体置换时气体处于管道内未排出时又抽回气袋7内，导致气体不纯，因此将排气口15设在总管14的另一端，使排气口15靠经气袋7位置，在进行气体置换的时，当气袋7吸气时，排气开关装置16关闭，气体从采样管17进入总管14在进入气袋7内，当气袋7进行排气时，排气开关装置16打开，入口开关装置18关闭，气体就从排气口15排出；在采样过程中，排气开关装置16处于关闭状态，所述排气开关装置16采用球阀，由于该装置排气时需要尽快让气体排出，因此不需要控制流速，并且气体由总管14进入气袋7，再从排气口15排出，保证了气袋7置换的纯度，提高检测准确度。
55.进一步的，所述放置腔室6的室壁上还设有用来保温气袋7的恒温装置，所述放置腔室6的室壁为多层结构，所述放置腔室6的室壁包括外层室壁61、内层室壁62和设置于外层室壁61和内层室壁62的保温层63，所述恒温装置为设置于所述保温层63内的第二电加热装置64，所述放置腔室6内设置有温度传感器，采用多层结构能够有效减小热量的发散，并且在气袋7吸气膨胀过程中避免气袋7与第二电加热装置64 直接接触造成安全隐患，所述第二电加热装置64也采用电加热丝，气体进入气袋7内后由第二加热装置进行加热避免气体在储存过程中凝结水珠，影响后续检测。
56.所述入口开关装置18后设有用于吸收水汽的过滤装置20，所述过滤装置20包括钛过滤芯和分子筛，所述分子筛是一种具有均匀大小的孔的材料，这些孔径大小上与化学小分子相似，因此大分子不能进入分子筛或被吸附，而小分子可以，所述钛过滤芯由钛金属烧结而成的，具有很好的过滤性能，并且所述钛过滤芯具有使用寿命长、耐高温、分离效率高等优点，因此能够有效干燥气流内的水分并过滤细小颗粒物，保证气流的干燥度，减少溶于水的目标检测物质的消失，使检测结果准确。
57.本发明的工作原理：首先将4个气袋7内的气体进行置换，将采样管17放置于采样点中，开启所有的电磁阀和入口开关装置18，打开电动气泵21，对气室5进行抽气减压，此时气室5通过镂空孔8与放置腔室6连通，此时气室5内的气压小于外界气压，气体从采样管17 抽入至总管14内，再进入与总管14连接的各分管9内，最后进入气袋 7使气袋7膨胀，当4个气袋7与内层室壁62接触，关闭入口开关装置 18，电动气泵21对气室5进行吹气增压，此时其实内的气压大于外界气压，气袋7内气体被挤压出去进入各自的分管9内，开启排气开关
装置16，气体从排气口15排出，接着重复几次，最后气体从气袋7内排出后，关闭排气开关装置16、所有电磁阀和电动气泵21，到达第一次采样时间后，开启第一电磁阀10和入口开关装置18，打开电动气泵21 对气室5进行抽气减压，气体从采样管17内进入总管14再进入开启第一电磁阀10的分管9内，最后进入气袋7，等待该气袋7膨胀至与内层室壁62接触，关闭第一电磁阀10，第一次采样结束，接下来依次等待在下一次后续的的采样时间节点重复上述采样操作，使气体依次进入到将剩余的3个气袋7内，完成采样。
58.以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。