一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统

本发明涉及环境大气监测领域，特别是涉及一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统。

背景技术：

1、当前，大气污染已成为公众健康面临的最大环境威胁之一，过量摄入大气污染组分（如挥发性有机物和臭氧）将诱发严重呼吸道和心脑血管等疾病此外，环境大气中的许多痕量气态组分能够参与大气反应（包括光化学反应、气相反应和非均相反应等），进一步产生的二次污染物。因此，为了更好的了解大气污染成因机制，制定更加有效的大气污染控制策略，需要实时监测获取环境大气中痕量气态组分的浓度数据。

2、在环境大气监测领域，经常需要在一定空间尺度上测量获取多个点位上环境空气中的痕量气态组分浓度，比如垂直方向上的多个高度或者工业园区内的多个水平点位等。但是，就目前而言，许多痕量气态组分的测量仪器尺寸巨大，且造价和运营成本十分高昂，通常难以在多个空间点位同时布设仪器开展同步测量，因此常使用采样管引流方式完成针对不同空间点位的环境空气测量，此前对于不同空间点位的环境空气测量通常需要人工切换采样管路，或者使用多个二通或三通电磁阀进行并联使用，操作的自动化程度较低，并且当空间点位持续增加时，二通/三通电磁阀并联使用方式的操作难度也快速增加。

3、在此种情况下，亟需搭建一种多通路切换控制系统，结合使用采样管路引流方式，基于同一套在线测量仪器，按照设定时间，自动完成对不同空间点位环境大气中相应痕量气态组分的浓度进行循环测量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，能够实现对指定位置的自由切换测量，且自动化程度较高。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，所述系统包括：多通路电磁阀组模块、机体控制面板模块以及控制软件模块；

4、所述多通路电磁阀组模块用于通过多通道电磁阀组提供多个采样口和出口；所述采样口通过采样管路与环境大气连接，并进行采样；所述出口与测量仪器连接，并进行采样分析；

5、所述机体控制面板模块用于实时展示多通道电磁阀组的运行状态信息以及将输入指令传递至所述控制软件模块，所述控制软件模块根据输入指令对多通道电磁阀组进行控制；

6、所述控制软件模块用于对多通路电磁阀组模块和机体控制面板模块进行控制与实时监测，并将多通道电磁阀组的工作状态信息进行处理；所述处理包括：记录、存储、读取与可视化展示。

7、可选地，所述多通路电磁阀组模块包括：多通道电磁阀组、电磁阀组控制单元、npt螺纹peek接头、过桥接头以及机箱；

8、所述电磁阀组控制单元安装固定在所述机箱上；

9、所述电磁阀组控制单元通过电线与所述多通道电磁阀组连接；

10、所述npt螺纹peek接头安装在多通道电磁阀组上，并通过管路与安装在机箱上的过桥接头连接。

11、可选地，多通道电磁阀组包括：多个ptfe teflon二通电磁阀和基座；所述基座由ptfe或pfa材料制成；

12、所述基座上预留一条主气路和多条支气路；在基座内部主气路与各个支气路连通；

13、基座上的主气路设置两个采样口；基座上的每个支气路设置一个采样口；采样口均安装npt螺纹peek接头，并通过采样管路与安装在机箱上的过桥接头连接；

14、ptfe teflon二通电磁阀安装在基座的支气路上；ptfe teflon二通电磁阀的数目与支气路的数目相同；ptfe teflon二通电磁阀用于控制每个支气路的打开或关闭。

15、可选地，所述ptfe teflon二通电磁阀为直动式单通道电磁阀。

16、可选地，所述电磁阀组控制单元包括：控制主板、电源、可重复充电电池、数据存储磁盘、数据传输连接口以及电源开关；

17、所述控制主板采用电线与可重复充电电池、电源、数据存储磁盘、数据传输连接口、电源开关和各个ptfe teflon二通电磁阀连接；

18、所述控制主板用于根据机体控制面板模块以及控制软件模块的输入指令控制ptfe teflon二通电磁阀的打开或关闭；并将各个ptfe teflon二通电磁阀的打开/关闭运行状态和运行时间信息在机体控制面板模块上进行实时显示；所述控制主板的接入端口的数目与ptfe teflon二通电磁阀的数目相同；

19、可重复充电电池通过螺栓固定在机箱底部，并为多通路电磁阀组模块和机体控制面板模块提供12v直流供电；

20、数据存储磁盘用于存储ptfe teflon二通电磁阀的运行日志和机体控制面板模块的输入指令，并且通过控制主板将存储信息传输给控制软件模块；

21、数据传输连接口为控制主板与控制软件模块的数据通信接口；数据传输连接口安装固定在机箱侧壁上；

22、电源开关用于控制多通路电磁阀组模块和机体控制面板模块的电力供应，并安装在机箱侧壁上。

23、可选地，所述机体控制面板模块包括：电磁阀运行指示灯、电磁阀运行时间输入框、电磁阀工作标志输入框、电磁阀工作控制按钮、电磁阀手动/自动工作控制按钮以及系统连接指示灯。

24、可选地，所述控制软件模块包括：计算机和多通路切换系统控制软件；

25、所述多通路切换系统控制软件用于实现对多通路电磁阀组模块的运行控制、通信传输以及数据记录；所述多通路切换系统控制软件包括：系统运行参数输入功能、系统运行状态控制功能、系统运行参数记录功能和系统运行状态实时显示功能。

26、可选地，计算机为便携式笔记本电脑或者台式电脑。

27、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

28、本发明所提供的一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，针对多位选择阀采样入口位置和数量切换受限的缺点，采用多通路电磁阀组模块提供多个采样口和出口，进而实现对指定位置的自由切换测量；本发明使用一套仪器实现对多个空间点位环境样气中痕量组分浓度的自由切换测量，在保证高度自动化的前提条件下，确保环境样气通过装置时的化学组分浓度损耗降至最低。

技术特征：

1.一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，其特征在于，所述系统包括：多通路电磁阀组模块、机体控制面板模块以及控制软件模块；

2.根据权利要求1所述的一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，其特征在于，所述多通路电磁阀组模块包括：多通道电磁阀组、电磁阀组控制单元、npt螺纹peek接头、过桥接头以及机箱；

3.根据权利要求2所述的一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，其特征在于，多通道电磁阀组包括：多个ptfe teflon二通电磁阀和基座；所述基座由ptfe或pfa材料制成；

4.根据权利要求3所述的一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，其特征在于，所述ptfe teflon二通电磁阀为直动式单通道电磁阀。

5.根据权利要求3所述的一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，其特征在于，所述电磁阀组控制单元包括：控制主板、电源、可重复充电电池、数据存储磁盘、数据传输连接口以及电源开关；

6.根据权利要求1所述的一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，其特征在于，所述机体控制面板模块包括：电磁阀运行指示灯、电磁阀运行时间输入框、电磁阀工作标志输入框、电磁阀工作控制按钮、电磁阀手动/自动工作控制按钮以及系统连接指示灯。

7.根据权利要求1所述的一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，其特征在于，所述控制软件模块包括：计算机和多通路切换系统控制软件；

8.根据权利要求7所述的一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，其特征在于，计算机为便携式笔记本电脑或者台式电脑。

技术总结本发明公开一种适用于气态痕量组分采样的多通路切换控制系统，涉及环境大气监测领域，系统中多通路电磁阀组模块用于通过多通道电磁阀组提供多个采样口和出口；采样口通过采样管路与环境大气连接，进行采样；出口与测量仪器连接，进行采样分析；机体控制面板模块用于实时展示多通道电磁阀组的运行状态信息以及将输入指令传递至控制软件模块，控制软件模块根据输入指令对多通道电磁阀组进行控制；控制软件模块用于对多通路电磁阀组模块和机体控制面板模块进行控制与实时监测，将多通道电磁阀组的工作状态信息进行处理。本发明能够实现对指定位置的自由切换测量，且自动化程度较高。技术研发人员：李小兵,袁斌,邵敏,李梅,周振受保护的技术使用者：暨南大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15