CN104330342B - 一种组合便携式pm2.5采样分析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合便携式PM2.5采样分析装置，包括主机和安装在主机上的PM2.5采样头、温湿度传感器、模块化滤膜组件；所述主机包括依次连接的采样头固定座、加热模块、滤纸压紧机构、进气管、进气连接组件，位于进气连接组件下方依次连接的滤纸支撑平台、接收器座、射线源接收器，位于滤纸支撑平台两侧的走纸组件；所述模块化滤膜组件安装在滤纸支撑平台内。本发明模块化滤膜组件与主机配合，即可用于PM2.5在线直读，也可使用称重法对PM2.5浓度进行称量，同时可将样品带回实验室进行进一步的成分分析，仪器整体携带方便、检测成本低、操作简单、人工工作量小、实时监测效率高、可对数据多元化分析对比。
Description
技术领域
本发明涉及一种PM2.5采样分析设备，尤其涉及一种组合便携式PM2.5采样分析装置。
背景技术
现在国内外PM2.5采样分析设备种类主要有利用滤膜称重法设备和利用β射线分析法设备，滤膜称重法是基本方法，β射线分析法是间接方法，滤膜称重法是需要在实验室里用高感量天平称量，不适合现场检测。β射线分析法是在线直读，适用于在线监测和现场检测。基于β射线分析法的PM2.5检测仪器是需要用滤膜称重的方法来溯源和标定，其次现有的β射线法测定PM2.5的仪器都是采用纸带滤膜，可自动更换采样点，可长时间工作无人值守。但纸带为一次性使用，且不方便保存和转运。而滤膜称重法可将滤膜回收并进行对PM2.5后续的化学成分分析，两种方法各有优缺点，这两种仪器分别可以单独对PM2.5的浓度进行分析，但在实际使用中，这两种方法都需要使用。这样就使环境监测的成本提高和监测的周期变长，同时造成了在外出监测时携带不便等缺点。滤膜称重法前期准备工作比较繁琐，人工工作量大，而且采样完成后无法得到β射线分析法的直读数据与后期的称重法的读数进行对比，性能单一，影响实时监测效率。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种组合便携式PM2.5采样分析装置。
本发明为了实现上述目的，所采用的技术解决方案是：一种组合便携式PM2.5采样分析装置，包括主机和安装在主机上的PM2.5采样头、温湿度传感器、模块化滤膜组件；所述主机包括依次连接的采样头固定座、加热模块、滤纸压紧机构、进气管、进气连接组件，位于进气连接组件下方依次连接的滤纸支撑平台、接收器座、射线源接收器，位于滤纸支撑平台两侧的走纸组件；所述模块化滤膜组件安装在滤纸支撑平台内。
进一步的，所述走纸组件包括以纸带连接的卷带轮、随动机构、涨紧随动轮、放带轮。
进一步的，所述主机下还设置有三脚支架。
进一步的，所述温湿度传感器上设置有防雨罩。
进一步的，所述模块化滤膜组件由一次性滤膜夹、固定压环、滤纸组成，一次性滤膜夹一端带有长方形凹槽，中间为圆锥凸台，在凸台内设置圆柱凹槽，在该圆柱凹槽上均布有4个拆卸口，在圆柱凹槽内设置十字通孔，固定压环为圆环体，圆环体内孔与十字通孔的内径相同，圆环体内孔上设置一倒角斜面。
更进一步的，所述一次性滤膜夹和固定压环材质采用PPS。
进一步的，所述主机内还设置有主固定板。
本发明的有益效果是：模块化滤膜组件与主机配合，即可用于PM2.5在线直读，也可使用称重法对PM2.5浓度进行称量，同时可将样品带回实验室进行进一步的成分分析，仪器整体携带方便、检测成本低、操作简单、人工工作量小、实时监测效率高、可对数据多元化分析对比。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
图1为本发明一次性模块化滤膜组件分解图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的主机结构图。
图中：1、一次性滤膜夹，2、固定压环，3、滤纸，4、PM2.5采样头，5、温湿度传感器，6、主机，7、三脚支架， 8、采样头固定座， 9、加热模块，10、主固定板， 11、滤纸压紧机构， 12、进气管， 13、进气连接组件， 14、随动机构， 15、卷带轮， 16、接收器座， 17、射线源接收器， 18、放带轮， 19、纸带， 20、涨紧随动轮， 21、滤纸支撑平台。
具体实施方式
如图1、2、3所示的一种组合便携式PM2.5采样分析装置，包括主机6和安装在主机上的PM2.5采样头4、温湿度传感器5、模块化滤膜组件；所述主机6包括依次连接的采样头固定座8、加热模块9、滤纸压紧机构11、进气管12、进气连接组件13，位于进气连接组件13下方依次连接的滤纸支撑平台21、接收器座16、射线源接收器17，位于滤纸支撑平台21两侧的走纸组件；所述模块化滤膜组件安装在滤纸支撑平台21内。
所述走纸组件包括以纸带19连接的卷带轮15、随动机构14、涨紧随动轮20、放带轮18。
所述主机6下还设置有三脚支架7。
所述温湿度传感器5上设置有防雨罩。
所述模块化滤膜组件由一次性滤膜夹1、固定压环2、滤纸3组成，一次性滤膜夹1一端带有长方形凹槽，中间为圆锥凸台，在凸台内设置圆柱凹槽，在该圆柱凹槽上均布有4个拆卸口，在圆柱凹槽内设置十字通孔，固定压环2为圆环体，圆环体内孔与十字通孔的内径相同，圆环体内孔上设置一倒角斜面。
所述一次性滤膜夹1和固定压环2材质采用PPS。
所述主机6内还设置有主固定板10。
一次性滤膜夹1的结构是一端带有长方形凹槽，该凹槽可提高两端卡销在使用时的定位精度；滤膜夹中间为圆锥凸台，在凸台内有一圆柱凹槽，同时在该圆柱凹槽上均布有4个拆卸口，方便固定压环2和滤纸3的取放；在圆柱凹槽内有十字通孔，通孔是在使用时气流从该处通过，十字连接肋起到支撑滤纸3的作用。固定压环2的整体结构为一个圆环体，圆环内孔与十字通孔的内径相同，圆环内孔上有一倒角斜面，以便在采样时与仪器紧密配合达到密封要求。一次性滤膜夹1和固定压环2采用材质为PPS，模具化批量生产，这样节省成本、重量轻、还可回收循环利用。滤纸3采用国家标准的玻璃纤维材质，直径为20mm。一次性滤膜夹1的圆柱凹槽与固定压环2紧密配合将滤纸压紧，组合为一个滤膜组件模块，该模块经过恒温恒湿处理，再进行称重，最后将其保存在密封袋内标上重量。
主机6是由经过硬质氧化处理的铝材质外壳、温湿度传感器5上设置防雨组件。内部监测系统是由固定在主机外壳上的主固定板10以及依次固定在主固定板10上的采样头固定座8、加热模块9、滤纸压紧机构11、进气管12、进气连接组件13、滤纸支撑平台21、随动机构14、涨紧随动轮20、卷带轮15、放带轮18、滤纸19、接收器座16和固定在接收器座上的射线源接收器17，还有主固定板10背面的气泵、中央处理器、孔板流量计、槽式传感器、GSM发射模块等组成（现有技术，不在多叙述）。PM2.5采样头4按照国家标准设计加工，由TSP、PM10、PM2.5旋风切割器组合装配而成。三脚支架7是由不同直径的铝管和板金组合焊接，表面硬质氧化处理，提高表面质量和硬度。
工作原理：在进行β射线法PM2.5在线分析时，将未使用的整卷滤纸19放在放带轮18，滤纸19的开端穿过涨紧随动轮20、随动机构14以及滤纸支撑平台21，将其开端粘在卷带轮15的卷轮上。在操控面板上按下β射线法自动采样分析，仪器就进行采样并同时得出实时的PM2.5浓度数据。
在进行称重法滤纸采样时，将整卷滤纸19从β射线法PM2.5浓度测定仪的走带轮上取下，把已经称重好的一次性模块化滤膜组件从密封袋中取出放在滤纸支撑平台21上，滤膜夹1的两个卡销卡在主固定板10的定位槽中，两个定位槽中有槽式传感器检测滤膜夹1安装是否到位，如果仪器发出“嘀”声音，说明已安装到位，可以进行采样设置，反之则需调节。安装完成后将操控面板设置在称重法采样，设定好采样时间，按下启动按钮气泵启动开始采样。在进行采样时，气流经过PM2.5采样头4、加热系统9、进气管12、进气连接组件13、一次性模块化滤膜夹1、滤纸支撑平台21、接收器座16、转接嘴、孔板流量计以及气泵。一次性模块化滤膜组件中的滤纸3将气流中直径小于或等于2.5μm的颗粒物阻留在滤纸上，在设定的时间采样完成后取下一次性模块化滤膜组件装进密封袋内，将其带回实验室进行恒温恒湿处理，进行称重，与采样前的重量对比计算得出PM2.5浓度。
上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员对本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种组合便携式 PM2.5 采样分析装置，包括主机（6），其特征在于 ：还包括安装在主机上的 PM2.5 采样头（4）、温湿度传感器（5）、模块化滤膜组件 ；所述主机（6）包括依次连接的采样头固定座（8）、加热模块（9）、滤纸压紧机构（11）、进气管（12）、进气连接组件（13），位于进气连接组件（13）下方依次连接的滤纸支撑平台（21）、接收器座（16）、射线源接收器（17），位于滤纸支撑平台（21）两侧的走纸组件 ；所述模块化滤膜组件安装在滤纸支撑平台（21）内；
所述模块化滤膜组件由一次性滤膜夹（1）、固定压环（2）、滤纸（3）组成，一次性滤膜夹（1）一端带有长方形凹槽，中间为圆锥凸台，在凸台内设置圆柱凹槽，在该圆柱凹槽上均布有 4 个拆卸口，在圆柱凹槽内设置十字通孔，固定压环（2）为圆环体，圆环体内孔与十字通孔的内径相同，圆环体内孔上设置一倒角斜面。
2.根据权利要求 1 所述的组合便携式 PM2.5 采样分析装置，其特征在于 ：所述走纸组件包括以纸带（19）连接的卷带轮（15）、随动机构（14）、涨紧随动轮（20）、放带轮（18）。
3.根据权利要求1所述的组合便携式PM2.5采样分析装置，其特征在于 ：所述主机（6）下还设置有三脚支架（7）。
4.根据权利要求 1 所述的组合便携式 PM2.5 采样分析装置，其特征在于 ：所述温湿度传感器（5）上设置有防雨罩。
5.根据权利要求 1所述的组合便携式 PM2.5 采样分析装置，其特征在于 ：所述一次性滤膜夹（1）和固定压环（2）材质采用 PPS。
6.根据权利要求1所述的组合便携式PM2.5采样分析装置，其特征在于 ：所述主机（6）内还设置有主固定板（10）。
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