一种恒流采样控制器的制作方法

1.本实用新型属于环境监测技术领域，尤其涉及一种恒流采样控制器。


背景技术：

2.在大气环境测量中，常需要对大气环境进行离线采样和在线采样分析，一般采样的入口为大气环境，即常压环境，需要下游进行恒定的抽吸使得大气样品以恒定的速率被采集，采样流量控制的精确度对于测量结果有很大影响。
3.常用的流量调控有几种：一是手动调节方式：如转子流量计、针阀，这种方式可对流量进行粗略调控，精度较差；二是自动调节方式：如调节采样泵的转速或调节比例阀的开合大小进行闭环控制，但是其价格较高，系统也比较繁琐；三是采用限流孔，这种方式一般需要采样泵具有较强的抽吸能力，使得下游压力与上游压力的比例要小于0.528，此时限流孔可达到极限限流状态。对于大流量采样场合，采用普通孔板式限流孔的方式需要配置较大的采样泵，其能耗高、噪音大、产热多。
4.综上所述，在大流量环境大气采样场合，如何降低对于采样泵抽吸能力的要求，节省能耗，已经成为亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种恒流采样控制器，包括用于控制固定采样流量的低压差限流孔1，所述低压差限流孔1包括气体依次流经的收口件1-2、限流孔主体1-1和扩口件1-3，所述限流孔主体1-1上开设有用于控制所述恒流采样控制器流量大小的中心小孔，所述中心小孔的前后两端分别与所述收口件1-2及所述扩口件1-3相连通；所述扩口件1-3的出口端连通有用于提供负压环境使低压差限流孔1达到极限限流状态的采样泵2。
6.优选的，所述收口件1-2包括圆柱形腔i和锥形腔i，其中，所述锥形腔i的内径从圆柱形腔i的出口端至中心小孔的进口端逐渐减小，其收口角度的范围为16
°‑
22
°
。
7.优选的，所述扩口件1-3包括圆柱形腔ii和锥形腔ii，其中，所述锥形腔ii的内径从中心小孔的出口端至圆柱形腔ii的进口端逐渐增大，其扩口角度范围为6
°‑
15
°
。
8.优选的，所述低压差限流孔1的材质为塑料材质、金属材质或玻璃材质。
9.优选的，所述低压差限流孔1一体加工而成，或者由限流孔主体1-1、收口件1-2和扩口件1-3组合而成。
10.优选的，所述低压差限流孔1极限限流状态所需的下游与上游的压力比值最低为0.15-0.25。
11.优选的，所述收口件1-2的上游位于大气常压水平，连接采样泵2的扩口件1-3处于负压环境。
12.与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：
13.1)本实用新型中，气体从收口件进入，经过限流孔主体的中心小孔，后由扩口件流
出，相比于传统的孔板式限流孔，收口件可使得气流缓慢收缩，并减少颗粒物在此处的沉积，防止小孔堵塞；扩口件可使得气流缓慢扩张，降低限流孔达到极限限流状态所需的上下游压差，因此可降低对于采样泵抽吸能力的要求，节省能耗，适用于环境大气大流量采样使用；
14.2)本实用新型恒流采样控制器仅包括两个部件，体积小、重量轻；
15.3)采用本实用新型的低压差限流孔，极限限流状态所需的限流孔下游与上游的压力比从0.528降低至0.15-0.25；
16.4)本实用新型中，降低了对于采样泵抽吸能力的需求，降低整体控制器能耗，噪音小、产热低。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图；
18.图2为本实用新型的低压差限流孔与普通孔板式限流孔对比示意图。
19.图中：1：低压差限流孔，2：采样泵；
20.1-1：限流孔主体；1-2：收口件；1-3：扩口件。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的一个宽泛实施例中，一种恒流采样控制器，包括用于控制固定采样流量的低压差限流孔1，所述低压差限流孔1包括气体依次流经的收口件1-2、限流孔主体1-1和扩口件1-3，所述限流孔主体1-1上开设有用于控制所述恒流采样控制器流量大小的中心小孔，所述中心小孔的前后两端分别与所述收口件1-2及所述扩口件1-3相连通；所述扩口件1-3的出口端连通有用于提供负压环境使低压差限流孔1达到极限限流状态的采样泵2。
25.优选的，所述收口件1-2包括圆柱形腔i和锥形腔i，其中，所述锥形腔i的内径从圆柱形腔i的出口端至中心小孔的进口端逐渐减小，其收口角度的范围为16
°‑
22
°
。
26.优选的，所述扩口件1-3包括圆柱形腔ii和锥形腔ii，其中，所述锥形腔ii的内径从中心小孔的出口端至圆柱形腔ii的进口端逐渐增大，其扩口角度范围为6
°‑
15
°
。
27.优选的，所述低压差限流孔1的材质为塑料材质、金属材质或玻璃材质。
28.优选的，所述低压差限流孔1一体加工而成，或者由限流孔主体1-1、收口件1-2和扩口件1-3组合而成。
29.优选的，所述低压差限流孔1极限限流状态所需的下游与上游的压力比值最低为
0.15-0.25。
30.优选的，所述收口件1-2的上游位于大气常压水平，连接采样泵2的扩口件1-3处于负压环境。
31.下面结合附图，列举本实用新型的优选实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。
32.图1所示，一种恒流采样控制器，包括低压差限流孔1和采样泵2，其中低压差限流孔1包括限流孔主体1-1、收口件1-2、扩口件1-3。
33.进行大气采样时，采样后的气流依次经过收口件1-2、限流孔主体1-1的中心小孔和扩口件1-3,一般情况下，收口件1-2的上游位于大气常压水平，扩口件1-3连接采样泵2处于负压环境，当扩口件1-3的出口绝对压力和收口件1-2的入口绝对压力比小于等于一定数值时，限流孔处于极限限流状态，在对应环境温度下，入口体积流量为固定值。对于普通孔板式限流孔，限流孔出口和入口压力的比值的限值为0.528,而本实用新型中低压差限流孔1所需限值大幅度降低，最低为0.15-0.25。
34.图2为10l/min的低压差限流孔和孔板式限流孔的对比图，当限流孔上游为大气常压时，下游采用采样泵2对两种限流孔进行抽吸，通过调节采样泵2的抽吸力，产生不同的负压环境，对比限流孔上游的体积流量。孔板式限流孔随着负压不断增大，入口体积流量不断增大，直至限流孔出口压力与限流孔入口压力比值约0.5-0.6时开始达到设定值；低压差限流孔1随着负压不断增大，入口体积流量很快就达到设定值，限流孔出口压力与限流孔入口压力比值约0.2时开始达到设定值，因此相同设定流量的低压差限流孔与孔板式限流孔相比，可降低对于采样泵抽吸能力的要求，节省能耗，适用于环境大气大流量采样使用。
35.最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。