一种可扩展的远距离多路气体采样装置的制作方法

1.本发明涉及气体采样领域，具体涉及一种可扩展的远距离多路气体采样装置。


背景技术：

2.目前对环境质量进行监测时，已有多路采样装置多数只是对仪器近端气体进行采样，无法对远距离的气体进行监测，因此需要移动采样设备到采样点，也因此是使得监测效率低下，且有些仪器设备十分贵重，体积重量较大，进行移动时特别耗费人力物力。


技术实现要素：

3.本发明根据现有技术不足提供了一种可扩展的远距离多路气体采样装置，可远距离监测周围1km范围内的环境质量，相对现有多路气体监测手段大大减少了人力物力；并且通过相关的通讯手段，可是远程对采样气路实时进行切换；通过连接在线监测设备可实现在线监控，对环境质量进行实时跟踪，同时相对于自动监测方式搭建成本有较大的降低。
4.本发明专利提供的一种可扩展的远距离多路气体采样装置，包括直动式电磁阀组、真空泵、多路i/o信号隔离放大器、接线端子模块、快换接头、压力传感器、电源模块、主控板、惰性材料软管、手阀、止回阀、rs485接口、rj45接口、信号指示灯、电源指示灯、电源开关；直动式电磁阀常开口与真空泵进气口通过惰性材料软管连接，组成待采样气路，另一组直动式电磁阀常闭口与真空泵进气口通过惰性材料软管连接，组成采样气路；待采样气路的出气口与箱体排气口相连接，用于待采样排气；采样气路的末端箱体采样口与采样仪器相连接；待采样气路和采样气路通过三通快换接头与箱体采样口连接，箱体采样进气口与外界远距离采样气路相连接。
5.本发明专利优选的技术方案在于，所述的一种可扩展的远距离多路气体采样装置，其特征在于：主控板包括mcu，所述mcu外围设有wifi功能，同时外围设有网口通讯模块用于与上位主机进行通讯，所述mcu外围设有蓝牙功能用于通过手机app完成本地参数配置，所述mcu连接rs485通讯单元，用于与气路扩展装置实现通讯，实现气路扩展装置的同步控制，所述mcu还连接多路i/o接口、气泵控制接口、a/d采样电路，所述多路i/o接口用于连接多路i/o信号隔离放大器（5）用于对直动式电磁阀（1、2）进行控制，所述气泵控制接口连接真空泵（3、4）用于真空泵转速控制，所述a/d采样电路用于将压力传感器（8）的模拟信号转化为数字信号。
6.本发明专利优选的技术方案在于，所述多路气体采样装置还包括用以和上位机通讯的rs485接口和rj45接口、用以无线通讯的射频天线以及用以连接外接市电的电源接口。
7.本发明专利优选的技术方案在于，所述rs485接口为五芯航空插座，所述电源接口为标准品字接口并且带有电源开关。
8.本发明专利优选的技术方案在于，所述装置带有电源指示灯和信号指示灯。
9.本发明专利优选的技术方案在于，所述电源模块用以将市电转换成24直流电压。
10.本发明专利优选的技术方案在于，采样时，采样气路中需要进行采样的一路气路
（设为p1）电磁阀（p1
‑
1）打开，此时p1采样气路打开，对应气路（p1）的待采样气路中电磁阀（p1
‑
2）也打开，此时p1待采样气路关闭，而后开启所有真空泵，进行采样。
11.本发明专利优选的技术方案在于，真空泵（3）与采样口（16）间连接有压力传感器（8），用于检测进入采样仪器前的管路压力，主控板（10）根据接收到的压力数据对真空泵（3）进行控制，进而调整管路压力，以满足采样仪器对进气压力的需求。
12.本发明专利优选的技术方案在于，直动式电磁阀常开口与真空泵进气口之间通过三通快换接头连接手阀，引出待采样扩展口，用于扩展待采样点；另一组直动式电磁阀常闭口与真空泵进气口之间通过三通快换接头连接手阀，引出采样扩展口，用于扩展采样点。
13.本发明专利优选的技术方案在于，采样气路真空泵出气口与箱体采样口之间连接有压力传感器，用于监测采样气路中气压。
14.本发明专利优选的技术方案在于，采样气路真空泵出气口与压力传感器之间通过三通快换接头连接止回阀，止回阀连接箱体采样排气口，用于初始启动阶段的采样排气，排尽原本采样气路中的非监测气体，并防止采样仪器取样时抽取附近的气体。
15.本发明专利优选的技术方案在于，切换采样气路时，采样气路和待采样气路中下一路采样气路电磁阀（p3
‑
1、p3
‑
2）同时打开，此时p3的采样气路打开，待采样气路关闭，而后同时关闭上一采样气路（p1）的电磁阀（p
‑
1、p
‑
2），从而关闭p1的采样气路，打开p1的待采样气路，即可实现气路切换。
16.本发明专利优选的技术方案在于，与采样扩展口和待采样扩展口连接的手阀处于常闭状态，当需要进行气路扩展时，手动打开手阀即可进行气路扩展。
17.本专利的技术效果：结构简单，使用方便，能够根据需求设定气体采样顺序进行轮转采样，且可根据需求进行气路扩展，同时可远程实时监测各气路的状态以及调控各气路的通断，无需人员现场操作。
附图说明
18.图1是本专利的内部结构示意图；图2是本专利的箱体外部接口示意图；图3是本专利的气路示意图；图4是本专利的主控示意图。
[0019] 图中标号分别是：1、2
‑
直动式电磁阀组，3、4
‑
真空泵，5
‑
多路i/o信号隔离放大器，6
‑
接线端子模块，7
‑
快换接头，8
‑
压力传感器，9
‑
电源模块，10
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主控板，11惰性材料软管，12
‑
手阀，13
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止回阀，14
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机箱，15
‑
采样排气口，16
‑
采样口，17
‑
待采样排气口，18
‑
待采样扩展口，19
‑
采样扩展口，20
‑
rs485接口，21
‑
rj45接口，22
‑
信号指示灯，23
‑
电源指示灯，24
‑
电源开关。
具体实施方式
[0020]
控制器主控板通过多路i/o信号隔离放大器，实现对直动式电磁阀组的控制，切换不同进气口的气体采集和排空。
[0021]
主控板可实现本地参数设置和远程参数设置，可根据用户的设置实现不间断的运行或周期性的运行。用户可自定义采样地点的采样顺序与采样时间，主控版将根据用户的
设置实现顺序采集。
[0022]
主控板提供蓝牙配置接口，用户可通过app配置主控板的基本信息。
[0023]
采样过程中，主控板通过控制真空转速实现采样口气压的控制，并读取压力传感器的值进行反馈调节，让采样口气压保持在符合采样仪器要求的范围内。
[0024]
主控板与上位机可通过wifi或网口的方式建立socket连接，上位机可远程修改主控板的参数、控制主控板的运行。主控板实时上传气路的采样状态，实现与上位机的同步。
[0025]
主控板自带6路采样口，若采样口数量不够，可在扩展口级联多个气路扩展装置，实现更多气路的采样。主控板与气路扩展装置的通讯方式采用rs485的通讯方式，通讯协议采用modbus
‑
rtu协议。多个气路扩展装置的运行由主控板统一控制。