[实用新型]一种面源气体自动采样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体采样领域，尤其涉及一种面源气体自动采样装置。

背景技术

对于面源气体(如土壤、水体和垃圾填埋场等面源排放的气体)的采样，一般有静态采样方法和动态采样方法。

静态采样方法包括采样罩和静态采样箱等，通常是一个底部开口的采样罩或采样箱置于待采样的面源气体挥发源上，有的通入载气以吹扫出气体，采样时直接从取样口取出气体。静态采样箱(采样罩)内外部没有稳定的气流交换，内部环境与实际待测的气体真实环境相差很大，对气体的挥发率有较大的影响。

动态采样方法一般利用动态采样箱，该动态采样箱的底部开有面源气体采样口，动态采样箱两侧壁带有进气口和出气口，通过吹风机吹或者真空泵吸，使稳定的气流从进气口进入采样箱又从出气口流出，这样一种动态平衡的状态比静态方法更真实的反映了实际的面源气体状况。动态采样方法简便易行，也比静态方法更为精确，但是对自然环境仍然存在一定程度的破坏，其中气压的差异可能使气体积聚；箱内流速与外部自然风速的差异会影响待测气体的挥发率；气温的改变也对采样的可靠性有较大的影响。

由于保证采样环境与自然环境的最大程度的相似存在很多难点，国际上尚没有动态采样箱的标准规范，所以国外研究人员构建了各种各样的动态采样箱进行面源气体的采样。但是由于没有标准，所构建的动态采样箱在结构、采样方法、流量等参数上差距很大，所以相互之间无法比较。

根据实际需要，往往需要进行多点采样，而构建多通道的采样系统来进行多点采样却很少有人研究。在国内，对于动态采样箱的研究非常少。

申请号为200710026451.2的发明专利申请公开了一种水体、土壤表面挥发性气体采样装置及其采样方法，该发明包含一个动态采样箱，以氮气为载气，调节气体流量计是输入气体与输出气体达到相同的流速，待动态平衡后用真空采样器采样。这种采样方法是一种典型的以纯净气体为载气的采样方法，以氮气为输入气体可以不用采集环境气体，用搅拌推进器混合样品可以使气体均匀，且该采样装置与方法不能实现多点自动采样。

但是使用氮气为载气操作，成本较高，不如输入环境气体直接、方便；仅控制输入流量与输出流量相同不能达到最小的破坏自然环境的目的，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种面源气体采样装置，从而解决现有技术中采样装置的采样不准确，且使用载气操作带来的对环境的破坏及成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：

一种面源气体自动采样装置，包括测控模块以及依次连接的气体采样机构、气体输送机构和气路切换机构，

所述气体采样机构包括：

采样箱，该采样箱的底部为面源气体采集口，该采样箱的两个相对的侧壁分别设有进气口和出气口；

进气阀，与所述进气口连接；

出气阀，与所述出气口连接；

进气流量传感器，用于采集进气口的气体流量；

出气流量传感器，用于采集出气口的气体流量；

所述气体输送机构为真空泵，其吸气端连接所述出气阀；

所述气路切换机构为电动三通阀，其中一个端口连接所述真空泵的出气端，另外两个端口分别用于接环境气体和气体分析仪；

所述测控模块用于采集所述进气流量传感器和出气流量传感器的信号以控制所述进气阀、出气阀和电动三通阀。

对面源气体进行采样时，首先进行初始化工作，使电动三通阀切换至与环境气体连通，使采样箱的进气阀都打开到最大位置，当进气口的流量等于出气口的流量时，此时系统处于动态平衡状态，测控模块使电动三通阀切换至与气体分析仪相通，开始采样。

作为优选，测控模块读取进气流量传感器及出气流量传感器的读数，若两个流量传感器的读数不同，说明进气量和出气量不等，此时，测控模块将调节进气阀或出气阀，直至进气量和出气量相等为止。

作为优选，所述采样箱的内部安装有吊扇，加速采样箱内气体的挥发和流通，使采样箱内部快速达到动态平衡。

作为优选，所述采样箱的顶部还安装有风速仪，所述测控模块读取该风速仪的信号进而控制所述进气阀、出气阀和电动三通阀。测控模块通过读取风速仪的数据，计算出平均风速，并且计算出此风速下最适合的进气量及出气量(最适流量)，进而调节进气阀和出气阀的关闭，当进气量和出气量分别与根据风速仪读数计算出的最适流量相等时，此时采样箱内达到动态平衡，电动三通阀则切换至与气体分析仪连通，开始采样。