一种多通道微流量采样控制器的制作方法

1.本发明属于环境监测技术领域，尤其涉及一种多通道微流量采样控制器。


背景技术：

2.在大气环境测量中，常需要同时进行多路采样，如不同垂直高度vocs采样或不同点位置采样，需要配置多通道微流量采样控制器对系统流量进行调控。
3.常用的流量调控包括以下几种：一是转子流量计，可对流量进行粗略调控，精度较差；二是调节泵的转速进行调节，此时每个通道需要独立的泵进行调节，且流量较低时，调节精度较差；三是采用质量流量控制器调节流量，同样每个通道需要配置一台质量流量控制器，价格较高，系统繁琐；四是采用限流孔，通常使用限流孔时未考虑环境大气温度变化对限流孔的体积流量的影响，以及选择相应规格的限流孔之后流量无法调节，使得系统功能单一，无法应对需求变化的场合。
4.综上所述，如何更好的实现多通道微流量采样的精确调控，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，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种多通道微流量采样控制器，包括高效过滤器1、限流孔和采样泵3，其特征在于，
6.每个通道中均配置有一个高效过滤器1，所述高效过滤器1用于去除空气中的颗粒物以保护限流孔和采样泵3；
7.所述限流孔设置于高效过滤器1和采样泵3之间，所述限流孔采用独立限流孔或组合限流孔的方式对多通道的微流量进行同时调节和控制；
8.所述采样泵3，用于为采样提供足够的真空负压环境以保证限流孔达到限流状态。
9.优选的，所述限流孔的工作模式包括环境大气温度模式、控温模式和调温模式。
10.优选的，所述限流孔采用独立限流孔方式时，所述限流孔包括多个分立限流孔2，分立限流孔2位于高效过滤器1后，高效过滤器1与分立限流孔2一一对应连接，分立限流孔2的出口均与采样泵3直接连接。
11.优选的，分立限流孔2的出口端为限流小孔，且限流小孔的孔径大小一致。
12.优选的，分立限流孔2为四分之一英寸外径的316l不锈钢管，当分立限流孔2的出口和入口的绝对压力比≤0.528时，分立限流孔2处于极限限流状态；当分立限流孔2的出口和入口的绝对压力比>0.528时，分立限流孔2相当于一个气流阻力部件。
13.优选的，所述限流孔采用独立限流孔方式时，在采样时段内温度变化不大或对于流量精确度要求不高的场合，可选择环境大气温度模式，其中，分立限流孔2的表面温度与环境大气温度接近，当分立限流孔2处于极限限流状态下，每个通道入口的体积流量会随着环境大气温度变化，当温度升高时，通道入口的体积流量升高，0℃到50℃的温度变化范围会导致8.8％的体积流量的升高；
14.在环境大气温度变化不大，需要对每个通道入口的体积流量进行微调控的场合，可选择恒温模式，其中，当对分立限流孔2进行加热控制时，随着加热温度的提升，采样入口的体积流量随之减少，通过调节分立限流孔2的温度对采样入口的体积流量进行调节；
15.在需要对采样入口的体积流量保持恒定的场合可选择调温模式，其中，根据环境大气温度调节分立限流孔2的温度，使得采样入口体积流量保持恒定。
16.优选的，所述限流孔采用组合限流孔方式时，在采样泵3与分立限流孔2之间设置一个总限流孔4，总限流孔4用于对单个通道的采样流量进行总体调节；所述总限流孔4的出口与采样泵3的入口直接连接，每个分立限流孔2的出口均与总限流孔4的入口直接连接；在不同工作模式下，通过调节或控制总限流孔4的温度，或者通过更换总限流孔4，实现所有通道入口的体积流量的调节和控制。
17.优选的，在环境大气温度下，总限流孔4限流状态下体积流量q2满足：q2<n*q1，其中，n为通道数，q1为环境大气温度下分立限流孔2的限流状态下体积流量。
18.优选的，在环境大气温度下，总限流孔4达到限流状态时，每个通道的分立限流孔2未达到限流状态，每个通道入口对应的体积流量为q2/n，此时分立限流孔2在管路中相当于气流阻力部件，每个通道分立限流孔2两端压差较大，在忽略入口采样部件的阻力的情况下，q2的体积流量在每个通道之间平均分配，每个通道中分立限流孔2两端的压差通过压差传感器进行监测。
19.优选的，所述高效过滤器1采用囊式颗粒物过滤器，其过滤效率为99.99％。
20.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
21.本发明提出了一种多通道微流量采样控制器，设计了一种多通道微流量采样的控制器，包括高效过滤器、限流孔、采样泵：限流孔可分为分立限流孔和总限流孔，限流孔之间的不同组合方式以及温度调节方式，使得整个系统可灵活应用于各种场合的采样应用；限流孔采用独立限流孔或组合限流孔的方式，可对多个通道的采样流量进行调节和控制，其中限流孔可工作于环境大气温度模式、恒温模式和调温模式，该控制器集成度高、体积小、成本低、流量稳定，多种模式的选择可应对现场各种采样流量调控的需求。
附图说明
22.图1为本发明的限流孔采用独立限流孔方式时的示意图；
23.图2为本发明的限流孔采用组合限流孔方式时的示意图。
24.图中附图标记为：
[0025]1‑
高效过滤器；2
‑
分立限流孔；3
‑
采样泵；4
‑
总限流孔。
具体实施方式
[0026]
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027]
基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
的体积流量在每个通道之间平均分配，每个通道中分立限流孔2两端的压差通过压差传感器进行监测。
[0043]
优选的，所述高效过滤器1采用囊式颗粒物过滤器，其过滤效率为99.99％。
[0044]
下面结合附图，列举本发明的优选实施例，对本发明作进一步的详细说明。
[0045]
如图1
‑
2，一种多通道微流量采样控制器，控制器的入口连接采样管或者在线采样仪器，通过穿板接头连接控制器内部，每个采样管或在线采样仪器连接控制器的一个通道。下面以其中一个通道为例对具体实施方式进行说明。
[0046]
气流进入控制箱后，首先进入高效过滤器1的入口，高效过滤器1的过滤效率为99.99％，可去除气流中的颗粒物，保护后续部件；高效过滤器1的出口连接分立限流孔2的入口，分立限流孔2为1/4英寸外径的不锈钢管，出口端为限流小孔，当分立限流孔2的出口和入口的绝对压力比≤0.528时，分立限流孔2处于极限限流状态，在环境大气温度下分立限流孔2对应的体积流量为固定值q1；当绝对压力比>0.528时，分立限流孔相当于一个气流阻力部件，在同样温度下对应的体积流量<q1。
[0047]
根据有无总限流孔4可分为两种工作状态，分别对应图1和图2，在此分别阐述。
[0048]
图1独立限流孔模式：
[0049]
每个分立限流孔2的出口连接至采样泵3的入口，采样泵3的出口连接至外界大气。此时每个通道入口的体积流量由每个分立限流孔2进行控制，而每个分立限流孔2的小孔孔径相同，当通道数为n时，要求采样泵在可抽吸n*q1的流量的情况下，分立限流孔2的出口和入口的绝对压力比≤0.528。根据环境大气温度的变化范围和采样对体积流量精确度的要求可将分立限流孔2设置于三种工作模式：环境大气温度模式、控温模式、调温模式。
[0050]
图2组合限流孔模式：
[0051]
每个分立限流孔2的出口均连接至总限流孔4的入口，总限流孔4的出口连接至采样泵3的入口。此时每个通道的气体体积流量由分立限流孔2和总限流孔4进行控制，在环境大气温度下，总限流孔4的极限限流状态下的体积流量为q2，要求q2<n*q1，此时在采样泵提供足够负压的情况下所达到的最大流量为q2，即总限流孔4处于极限限流状态，分立限流孔2未达到极限限流状态，相当于一个气流阻力部件，而分立限流孔2的阻力差相对于控制器入口前端采样部件阻力足够大，以至于控制器入口前端采样部件阻力可忽略，分立限流孔2的孔径大小相同，使得每个通道的阻力差近似，q2的总体积流量会在每个通道之间平均分配，对于每个通道实际流量的监测可通过在分立限流孔2两侧设置压差传感器来实现，因此可通过改变总限流孔4的体积流量对所有通道的体积流量进行调节；q2的总体积流量的改变可通过更换总限流孔4，也可通过将总限流孔4设置于三种工作模式：环境大气温度模式、控温模式、调温模式。
[0052]
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。