一种大气采样器自动校准系统的制作方法

1.本实用新型涉及大气采样器检测技术领域，特别指一种气体富集器自动校准系统。


背景技术：

2.大气污染物指由于人类活动或自然过程排入大气中，并对人和环境产生有害影响的那些物质，主要包括颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等。要达到有效治理大气污染，首先就是了解各污染物的成分、来源，有针对性的制定方案、综合治理。这时便需要大气采样设备和分析检测设备来确定大气污染物的成分及浓度。大气采样器就是采集大气中气态或蒸气样品的仪器，其是通过富集采样法去收集污染物在特定时间段内浓度的平均值，其工作原理是用采样泵抽取样品，通过不同的稳流措施及同步计时的方法，使被测量物达到定量采集。大气采样器采集过程中计量的准确性对气体污染物量浓度的分析起到至关重要的作用，因此环境空气大气采样器在出厂时需要进行标定，使用过程中需要校准，使用期间需要计量检定，测量结果的量值需要准确溯源。
3.目前收集污染物的采样器有很多种，气体污染物如vocs、二氧化硫、碳氧化物、一氧化碳等，根据gb/t 16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法，其采样流量范围为20ml/min～3l/min，甚至更大的流量，其负载能力要求分别为a类(承载0.5kpa)、b类(承载4.5kpa)和c类(承载8.0kpa)三类。而对于如环境空气中氟化物、重金属、tsp、pm10和pm2.5等粉尘污染物中，根据hj/t 374-2007总悬浮颗粒物采样器技术要求及检测方法中，污染物采样的流量分为16.7l/min、50.0l/min、100.0l/min等不同流量要求，负载能力要求能达到20kpa以上，对于大流量的粉尘采样，其流量甚至达到1m3/min。现有的申请号为201820273819.9的中国专利——一种大气采样器自动检定装置以及申请号为201520405198.1的中国专利——一种环保大气采样器自动检定装置中所采用的流量计为皂膜流量计，其测量范围仅为10ml/min～30l/min，当流量过大时，会影响皂膜管内皂膜的形成，使测量误差过大，对于更大气体流量的采样器就无法使用这类自检装置，且目前的大气采集器校准装置功能较为单一，也没有实现对气路带载时流量的示值误差和相应的时间误差、环境气压误差、控温误差等参考量值校准。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种大气采样器自动校准系统，可以实现采样器流量范围在1ml/min～1400l/min的空载及不同带载压力的测量，满足不同仪器和检测环境的测量需求。
5.本实用新型是这样实现的：一种大气采样器自动校准系统，包括流量计装置、温度传感器、气路压力传感器、数据处理单元和显示单元，所述流量计装置、温度传感器、气路压力传感器和显示单元分别与数据处理单元电连接，所述流量计装置的一端与进气口连接，另一端与大气采样器连接，所述温度传感器和气路压力传感器均安装于流量计装置与大气
采样器之间的气路内，所述流量计装置包括第一流量计、第二流量计、第三流量计和三选一电磁阀，所述第一流量计、第二流量计、第三流量计的一端分别与进气口连接，所述第一流量计、第二流量计、第三流量计的另一端分别与三选一电磁阀的三个进气口连接；
6.所述三选一电磁阀的出气口与一二选一电磁阀的第一接口连接，所述二选一电磁阀的第二接口与一调压阀的一端连接，所述调压阀的另一端分别与大气采样器和二选一电磁阀的第三接口连接；
7.所述调压阀、二选一电磁阀和三选一电磁阀分别与数据处理单元电连接，受数据处理单元控制。
8.进一步的，所述系统还包括通信单元，所述流量计装置和数据处理单元分别通过所述通信单元与上位机进行数据交互。
9.进一步的，所述上位机为分析检测设备，用于采样、分析、显示、存储测量数据并生成校准证书。
10.进一步的，所述第一流量计为皂膜流量计，是第二流量计为腰轮流量计，所述第三流量计为差压流量计。
11.进一步的，所述系统还包括计时单元，所述计时单元与数据处理单元连接，用于对采集时间进行记录。
12.进一步的，所述温度传感器为铂电阻温度传感器。
13.进一步的，所述系统还包括环境温湿度传感器和环境大气压力传感器，所述环境温湿度传感器和环境大气压力传感器分别安装于气路外，且与所述数据处理单元电连接。
14.本实用新型的优点在于：通过设置不同流量计、调压阀及不同流量的切换阀门，可以满足采样器流量范围在1ml/min～1400l/min的空载和不同带载压力的测量，实现在不同环境的宽流程的检测需求；可同时满足温度、时间、大气压等参数的一体式校准；通过连接上位机可实现测量数据的分析、存储及校准证书生成等。
附图说明
15.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
16.图1是一种大气采样器自动校准系统电路连接结构示意图。
17.图2是一种大气采样器自动校准系统气路框图。
具体实施方式
18.请参阅图1和图2所示，本实用新型一种大气采样器自动校准系统100，包括流量计装置1、温度传感器2、气路压力传感器3、数据处理单元4和显示单元5，所述流量计装置1、温度传感器2、气路压力传感器3和显示单元5分别与数据处理单元4电连接，所述流量计装置1的一端与进气口6连接，另一端与大气采样器200连接，所述温度传感器2、气路压力传感器3均安装于流量计装置1与大气采样器200之间的气路内，所述流量计装置1包括第一流量计7、第二流量计8、第三流量计9和三选一电磁阀10，所述第一流量计7、第二流量计8、第三流量计9的一端分别与进气口6连接，所述第一流量计7、第二流量计8、第三流量计9的另一端分别与三选一电磁阀10的三个进气口连接；
19.所述三选一电磁阀10的出气口与一二选一电磁阀11的第一接口a连接，所述二选
一电磁阀11的第二接口b与一调压阀12的一端连接，所述调压阀12的另一端分别与大气采样器200和二选一电磁阀11的第三接口c连接；
20.所述调压阀12、二选一电磁阀11和三选一电磁阀10分别与数据处理单元4电连接，受数据处理单元4控制。
21.较佳的，所述系统还包括通信单元13，所述流量计装置1和数据处理单元4分别通过所述通信单元13与上位机14进行数据交互。
22.较佳的，所述上位机14为分析检测设备，用于采样、分析、显示、存储测量数据并生成校准证书。
23.较佳的，所述第一流量计7为皂膜流量计，是第二流量计8为腰轮流量计，所述第三流量计9为差压流量计。
24.较佳的，所述系统还包括计时单元15，所述计时单元15与数据处理单元4连接，用于对采集时间进行记录。
25.较佳的，所述温度传感器2为铂电阻温度传感器。
26.较佳的，所述系统还包括环境温湿度传感器16、环境大气压力传感器17，所述环境温湿度传感器16和环境大气压力传感器17分别安装于气路外，且与所述数据处理单元4电连接。
27.本实用新型的工作原理如下：
28.进气口根据流量的范围以及气路开关信号选择连接不同的流量计，比如当流量范围在0l/min～30l/min时，选择与第一流量计的皂膜流量计连通，当流量范围在10l/min～200l/min时，选择与第二流量计的腰轮流量计连通，当流量范围100l/min～1400l/min时，选择与第三流量计的差压流量计连通。通过控制三选一电磁阀将需要使用的流量计接入气路中；
29.根据仪器使用要求(a类、b类、c类或者其它带载压力要求)调节调压阀，使气路压力满足检测要求，此时关闭二选一电磁阀的第三接口c，开启第二接口b；若无需阻力测试，则直接关闭调压阀，利用二选一电磁阀的第三接口c连通气路，关闭第二接口b；
30.在仪器稳定后进行流量测定，读取标准流量计的工况流量，同时记录实验环境的大气环境压力和温湿度值，并记录气路中的气压值、温度值等数据。
31.数据处理单元采集到的各个传感器的数据进行分析处理存储之后，将信号发送到显示单元进行现场显示，并通过通信单元将数据发送到上位机进行进一步的处理，流量计装置将采集到的信号通过通信单元上位机，上位机在收集到采样的流量、环境大气压力值、温湿度及气路的温度和负载压力值之后，可通过气体状态方程，推导出流量的实流值、标流值及刻流值，并可进一步计算大气采样器的流量示值误差、流量的重复性、计时误差、环境温度的示值、大气压示值误差等参数，实现数据的分析、显示、存储并生成校准证书。
32.流量计是直接通过通信接口与上位机连接。数据直接上位机处理，上位机采集流量的实时流量值，然后通过换算直接得到不同流量值(实流值、标流值及刻流值)，这三种流量值的表示方法是《jjg 956-2013大气采样器》中要求的。
33.本实用新型通过设置不同流量计以及调压阀，可以实现宽流程的大气采样器自动校准，可满足流量范围在1ml/min～1400l/min的空载和不同带载压力的测量，且可同时满足温度、时间、大气压等参数的校准，并通过连接上位机与下位机，可实现测量数据的采样、
分析、显示、存储及校准证书生成等。
34.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。