[實用新型]一種自動進樣系統

有效

• 申請號: 201721245969.0
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN207281083U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 王小菊;劉保獻;楊柳;楊懂艷;陳維;鹿海峰;張大偉;陸皓昀;劉兆瑩;姜洋
• 申請（專利權）人: 北京市環境保護監測中心
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本實用新型涉及一種自動進樣系統，具體涉及一種大氣氣溶膠分析的自動進樣器。

背景技術

大氣中的碳氣溶膠通常包括有機碳(OC)和元素碳(EC)，其不僅對人體健康、能見度有重要危害，OC、EC更是大氣細顆粒物PM2.5的重要組成部分，約占我國城市大氣PM2.5質量濃度的20％～50％。高濃度的OC、EC既是城市“霧霾”病的主要影響因素，在區域尺度上，大量EC的一次排放被認為加速了我國近年來的南澇北旱、影響了全球氣候變暖、是僅次于溫室氣體CO₂的增溫組分。

分析測試大氣氣溶膠中的OC、EC是科學研究其對生態環境、人體健康、全球氣候的影響的基礎性工作，而不同采樣區域、不同采樣季節，甚至不同的采樣方法和采樣人員均會對OC、EC的結果產生影響。因此，OC、EC的濃度水平、比值研究、來源解析等研究均需要足夠多的環境受體樣本和污染源樣本來實現。目前商品化的OC、EC分析儀器，一次僅能分析一個樣品，根據采樣膜的顏色深淺，完成一個膜片的分析需要30～60min，如果沒有自動進樣器，人工手動進樣，一天只能完成10個以內樣品的OC、EC分析測試。

美國研究人員研發了一種自動進樣器，包括氣缸驅動式樣品轉盤和機械臂，該自動進樣器連接到O C、E C碳分析儀器。該自動進樣器中，樣品盤用于放置樣品，機械臂對樣品進行抓取、轉移和放置。樣品的抓取依靠一個塑料套筒內置一個活塞桿，活塞桿垂直上下移動控制塑料抓手的張開和合攏。

由于抓取部分是塑料材質，僅有3、6、9、12點鐘4個方向有凸起的觸點，對于只有0.534平方厘米大小的盛放膜片的膜托抓取困難。膜托的抓取、轉移、放置3個重要步驟難以保持水平，且由于是氣缸驅動塑料抓手進行工作，樣品盤、抓手的位置極易漂移。多次試驗結果表明，現有自動進樣器難以實現多次重復抓取、轉移、放置樣品的工作。

現有技術存在以下問題：

(1)樣品盤僅有18個膜托的凹槽，不適用于大規模樣品測試。只能從1號位置開始運行，一旦運行，樣品序列不能修改；

(2)樣品盤上每個圓形凹槽的直徑很小，僅僅6毫米，要求樣品盤和機械臂運行正常的情況下，大約每1小時凹槽才會轉動一個位置，18個位置轉動持續的時間，容易造成引起凹槽上膜托和膜片位置的較大偏移；

(3)塑料抓手的張開和合攏以及擺動，主要是氣缸驅動，幅度較大，機械振動較大。常常遇到測試用的膜片或者是測試完畢的膜片被抓手抓不起來，機械臂垂直向下找不準樣品盤上凹槽的位置或者找不準進樣桿上樣品環的位置，機械臂和抓手從進樣桿的樣品環處將抓取到的膜托放回樣品盤時易掉落或者甩出；

(4)現有技術進樣桿前端有一個鐵片，中間鏤空成環裝，形成樣品環，鏤空部分用于放置膜托及膜托上負載的膜片，由于前端樣品環長期反復階梯升溫到900℃后又降溫到室溫，樣品環極易變形，導致塑料抓手取不出膜托，更容易導致變形后的樣品環在燃燒爐中卡住無法退出；

(5)進樣桿是一個來回在燃燒爐中和爐外艙門移動的不銹鋼桿，裸露在空氣中，在北方天氣尤其是沙塵天氣，直接導致桿上沾滿灰塵，并帶入燃燒爐中，致使實驗結果偏高，同時也會造成艙門處沾污，無法密封燃燒爐；

綜上，在長期的實驗測試中，現有技術方案無法完成18個膜片的順序進樣過程。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型提出了一種自動進樣系統。

本實用新型的一種自動進樣系統包括：進樣器、進樣桿、步進電機和控制器，其中所述步進電機和所述控制器用于控制所述進樣器和所述進樣桿的移動和定位，所述進樣器包括機械臂、電磁鐵抓手、樣品盤和膜托，所述電磁鐵抓手設置在所述機械臂的下端，用于抓取所述膜托，所述樣品盤用于放置所述膜托。

優選地，所述電磁鐵抓手的數量為多個。

優選地，所述電磁鐵抓手的數量為2-8個。

優選地，所述樣品盤為長方形結構。

優選地，所述樣品盤上設置有多個可以放置膜托的凹槽。

優選地，所述進樣桿包括桿體和陶瓷支架，所述陶瓷支架設置在所述桿體的前端。

優選地，所述陶瓷支架上設置有用于放置所述膜托的凹槽。

優選地，所述進樣系統還包括防塵罩，所述防塵罩用于罩住所述進樣器和所述進樣桿。

優選地，所述防塵罩采用透明材料制成。

優選地，所述防塵罩采用有機玻璃制成。

與現有技術相比，本實用新型的自動進樣系統具有以下優點：