CN104458484B - 一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备 - Google Patents

一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，包括相互独立的称量操作台和空气调节装置，称量操作台包括称量操作台面和罩在称量操作台面上的箱体，称量操作台面的中部安装有减震台，箱体上设置有观察窗和操作手孔，空气调节装置包括温度调节、湿度调节和过滤系统，空气调节装置与称量操作台面之间连接有风道软管，空气调节装置通过风道软管向称量操作台面的工作区域提供恒定温湿度和洁净的空气。本发明通过分体式设计，并结合减震台，能有效阻止空气调节装置及其他外界振动对于精密称量的影响；恒温恒湿洁净的空气通过进气软管送入箱体内，为精密称量形成一个稳定的工作环境，满足了称量环境的稳定性需求和操作人员的舒适性需求。

Description

一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备
技术领域
本发明涉及精密称量环境控制领域，特别涉及一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备。
背景技术
大气颗粒物的采样滤膜在采样前后需要经过微量天平称重。称量前需要进行规定环境的恒重操作，根据《环境空气颗粒物(PM2.5)手工监测方法(重量法)技术规范》(HJ 656-2013) 要求，每张滤膜在称重前都需要在恒定且满足规定范围内的温湿度环境下(温度控制15℃～30℃任意一点，湿度控制50±5％RH)经过长时间平衡达到恒重状态，同时称重时温湿度环境需要与该滤膜平衡时的温湿度环境保持一致。
新标准要求控制称量环境，以往采用恒温恒湿柜平衡，常规环境称量的传统方法已经不能满足滤膜称重分析的要求，目前有单位建立恒温恒湿超净工作间，配合专用防震天平台，并设置精密分析天平，如百万分之一级别的精密天平，实现滤膜称重的条件。该称重环境存在占用空间大、建设和运行成本高和后期维护复杂等缺点。
本领域工作人员已经联想到使用“恒温恒湿箱”获得稳定的称量环境。如专利公开号为 CN202886226U的《用于环境监测质量控制样品恒重的称量工作柜》文件，通过恒温恒湿箱和天平的配合达到恒重需要的环境。该发明部分改善了称量的工作环境，但没有考虑恒温恒湿箱自身工作的振动对于精密天平称重的影响；该发明也没有考虑箱内空气中的颗粒物可能由于静电作用吸附在平衡过程中的滤膜上，造成称量过程的二次污染；该专利采用中央手孔进行单手称量操作，缺乏便利性。
人工称量滤膜的过程一般如下：一只手取出并打开膜盒或者铝箔包装，一只手用平口镊子取出膜盒中的滤膜，将滤膜经过去静电设备的除静电操作；肉眼检查滤膜上没有破损及粘附浮尘、碎屑后，打开天平仓，将滤膜放入天平称量盘；随即关闭天平仓，等待天平读数稳定后记录质量；取出滤膜，放回膜盒。这一过程一般耗时1分钟以上，熟练的操作人员可能较快。当大气环境领域对滤膜恒重试验时，可能会连续称量200张以上的滤膜，工作人员总共需要工作超过3个小时以上，容易疲劳，因而需要提供一种能同时满足称量环境的稳定性和操作人员的舒适性的称量操作台。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，满足精密称量过程，同时能够避免空气调节装置导致的振动对于称量操作台的影响，避免称量过程的二次污染。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，包括称量操作台和独立安装在称量操作台一侧的空气调节装置，所述称量操作台包括称量操作台面以及罩在称量操作台面上的箱体，该箱体上设置有至少一个操作手孔，所述空气调节装置至少包括温度调节系统、湿度调节系统、空气过滤系统，所述空气调节装置与称量操作台的箱体之间连接有风道软管，所述空气调节装置通过风道软管向所述称量操作台内的称量工作区域提供恒定温湿度和洁净的空气。
上述结构中，称量操作台和空气调节装置采用分体式设计，结构相互独立，仅有风道软管、信号线等软性材料相连接，能有效隔断设备间的震动传递，防止空气调节装置振动对称量操作台产生影响。空气调节装置将气体调节达到恒温恒湿和洁净状态，通过风道软管送入箱体内，形成恒定温湿度、高洁净度的工作环境，并避免箱内空气中的颗粒物可能由于静电作用吸附在平衡过程中的滤膜上，防止样品污染，减少称量误差。进行称量操作时，操作人员通过手孔操作而无须开闭箱体。
同时箱体可作为滤膜恒重的实验箱，恒重和称量都在同一环境下进行，满足大气PM2.5称量的标准要求。其中的温度调节系统、湿度调节系统、空气过滤系统为现有技术，在此不再赘述，其中空气过滤系通常采用多级过滤系统。
作为优选：所述风道软管包括进气软管和回气软管，所述进气软管一端与空气调节装置连通，另一端与箱体上部连通，所述回气软管一端与空气调节装置连通，另一端与箱体底部连通。
作为优选：所述箱体的上部和下部分别设置有上均风板和下均风板，所述上均风板和下均风板上开设有多个均流孔，所述进气软管位于上均风板上方，回气软管位于下均风板下方，恒定温湿度和洁净的空气从进气软管通入后，依次穿过上均风板、称量工作区域和下均风板后，从回气软管返回空气调节装置。
上述结构，空气调节装置将气体调节达到恒温恒湿和洁净状态，通过进气软管送入箱体内，空气通过匀流孔以均匀的断面风速垂直向下流经称量工作区，形成恒定温湿度、高洁净度的工作环境；气体再经由回气软管进入空气调节装置循环处理，为精密称量形成一个稳定的工作环境。
作为优选：所述箱体的操作侧为透明的观察窗，所述观察窗倾斜设置，与所述操作侧相连的箱体两侧面上设置有密封侧门。
作为优选：所述操作手孔为两个，两个操作手孔设置在观察窗上，所述操作手孔上设置有密封手套或隔膜。
使用了一整块安全玻璃作为观察窗，观察窗倾斜，便于工作人员读取天平读数，观察窗的同面，设置两个操作手孔，可以根据需求设置三个、四个或者更多操作手孔。箱体两侧，分别设置密封侧门供样品及天平的进出。
作为优选：所述箱体底部的称量操作台面上设置有减震台，所述减震台通过可调节脚垫安装在箱体底面设置的橡胶软脚上，所述减震台嵌在下均风板中部，并与下均风板构成所述称量操作台面。
作为优选：所述减震台由大理石或自重较大的人造石制成。
安装在称量操作台箱体内的减震台能有效避免人为及其他外界因素导致的振动对于精密称量的影响，增强防震能力。
作为优选：所述箱体顶部、底部和侧壁均包括内层壁和外层壁，所述内层壁和外层壁之间设置有一层绝热层，所述内层壁由不锈钢制成，可以防止静电积聚，绝热层可以有效避免热量传导而导致的箱体内温湿度变化。
作为优选：所述称量操作台和空气调节装置下部均设置有支撑架，支撑架下端安装有可固定的行走轮，所述称量操作台面距地面的高度为60cm-90cm。
操作台面为低台面设计，操作人员可以采用坐式工作，保障长久操作的舒适性。
作为优选：所述空气调节装置还设置有电控系统和风道系统，所述风道系统内设有和风道压力传感器和PM2.5过滤网，所述箱体内设置有颗粒物传感器、多层储物架和样品传递室。
如上所述，本发明的有益效果是：1、称量操作台和空气调节装置相互独立的分体式设计，能有效阻止空气调节装置机组震动对精密称量的影响。2、恒温恒湿洁净的空气通过进气软管送入箱体内，空气通过匀流孔以均匀的断面风速垂直向下流经称量工作区，形成恒定温湿度、高洁净度的工作环境；气体再经由回气软管进入空气调节装置循环处理，为精密称量形成一个稳定的工作环境，避免称量的二次污染。3、安装在称量操作台箱体内的大理石减震台，有效避免人为及其他外界因素导致的振动对于天平的影响。4、箱体含有保温层，可以有效避免热量传导而导致的箱内温湿度变化，箱体内层壁为金属材质，降低静电的干扰。5、操作台面为低台面设计，操作人员可以采用坐式工作，保障长久操作的舒适性，行走轮便于设备的移动。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为称量操作台与空气调节装置的连接关系图；
图3为发明实施例的侧视图；
图4为本发明实施例中减震台的结构示意图。
零件标号说明
1 称量操作台
11 称量操作台面
12 减震台
13 可调节脚垫
14 上均风板
15 下均风板
16 操作手孔
17 观察窗
18 绝热层
19 密封侧门
1a 内层壁
1b 外层壁
2 空气调节装置
21 进气软管
22 回气软管
3 支撑架
4 行走轮
5 限位块
6 橡胶软脚
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1至图4所示，本发明提供一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，包括称量操作台1 和独立安装在称量操作台1一侧的空气调节装置2，称量操作台1包括称量操作台面11以及罩在称量操作台面11上的箱体，该箱体的操作侧上设置有两个操作手孔16，操作手孔16上设置有密封手套或隔膜，空气调节装置2包括温度调节系统、湿度调节系统、空气过滤系统、电控系统和风道系统，风道系统内设有和风道压力传感器和可更换式PM2.5过滤网等，空气调节装置2与称量操作台1的箱体之间连接有风道软管，空气调节装置2通过风道软管向称量操作台1内的称量工作区域提供恒定温湿度和洁净的空气，称量操作台1和空气调节装置2 相互独立的分体式设计，能有效阻止空气调节装置2机组震动对精密称量的影响。
风道软管包括进气软管21和回气软管22，进气软管21一端与空气调节装置2上部连通，另一端与箱体上部连通，回气软管22一端与空气调节装置2下部连通，另一端与箱体底部连通，箱体的上部和下部分别设置有上均风板14和下均风板15，上均风板14和下均风板15 上竖直开设有多个均流孔，进气软管21位于上均风板14上方，回气软管22位于下均风板 15下方，恒定温湿度和洁净的空气从进气软管21通入后，依次穿过上均风板14、称量工作区域和下均风板15后，从回气软管22返回空气调节装置2。
恒温恒湿洁净的空气通过进气软管21送入箱体内，空气通过匀流孔以均匀的断面风速垂直向下流经称量工作区，形成恒定温湿度、高洁净度的工作环境；气体再经由回气软管22进入空气调节装置2循环处理，为精密称量形成一个稳定的工作环境，避免称量的二次污染。
本发明进行称量操作时，操作人员通过操作手孔16操作而无须开闭箱体。同时箱体可作为滤膜恒重的实验箱，恒重和称量都在同一环境下进行，满足大气PM2.5称量的标准要求。
箱体的操作侧，即前侧为透明的观察窗17，观察窗17倾斜设置，与操作侧相连的箱体两侧面上设置有密封侧门19，两个操作手孔16设置在观察窗17上，本例中使用一整块安全玻璃作为观察窗17，观察窗17倾斜，便于工作人员读取天平读数 ，观察窗17的同面，设置两个操作手孔16。箱体两侧，分别设置密封侧门19供样品及天平的进出。
箱体的顶部、底部和侧壁均包括内层壁1a和外层壁1b，内层壁1a和外层壁1b之间设置有一层绝热层18，绝热层18可以有效避免热量传导而导致的箱体内温湿度变化，内层壁1a 和外层壁1b均由不锈钢制成，可以防止静电积聚。箱体上部的绝热层18位于上均风板14和进气软管21上方，箱体下部的绝热层18位于下均风板15和称量操作台面11下方。箱体底部设置有减震台12，减震台12通过可调节脚垫13安装在箱体底面内层壁1a设置的橡胶软脚6上，箱体底面内层壁1a上还设置有多个限位块5，限位块5位于减震台12的后侧和左右侧，用于减震台12安装时导向和定位，减震台12由大理石或自重较大的人造石制成，减震台12嵌在下均风板15中部，减震台12上表面与下均风板15上表面共同构成称量操作台面11。
称量操作台1和空气调节装置2下部均设置有支撑架3，支撑架3下端安装有可固定的行走轮4，称量操作台面11距地面的高度为60cm-90cm。称量操作台面11为低台面设计，操作人员可以采用坐式工作，保障长久操作的舒适性。本实例中，将空气调节装置2进行了异形设计，在保证操作人员腿部空间的前提下，降低设备体积。部分结构位于称量操作台1的箱体下方，部分结构位于称量操作台1后侧。本发明结构也可以变形为空气调节装置2全部后置，或者侧面放置，也可以作为相对独立部分整合于设备中。本实例的设计是为了便于运输、同时将实验室空间最优化利用。本发明同时满足了称量环境的稳定性和操作人员的舒适性，操作方便，外界环境对称量工作的影响小。
为了让本发明的易用性和行业适用性提升，箱体内设置有颗粒物传感器、多层储物架和样品传递室等附属装置，这些属于现有技术在此不再赘述。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，其特征在于：包括称量操作台和独立安装在称量操作台一侧的空气调节装置，所述称量操作台包括称量操作台面以及罩在称量操作台面上的箱体，该箱体上设置有至少一个操作手孔，所述空气调节装置至少包括温度调节系统、湿度调节系统、空气过滤系统，所述空气调节装置与称量操作台的箱体之间连接有风道软管，所述空气调节装置通过风道软管向所述称量操作台内的称量工作区域提供恒定温湿度和洁净的空气；所述风道软管包括进气软管和回气软管，所述进气软管一端与空气调节装置连通，另一端与箱体上部连通，所述回气软管一端与空气调节装置连通，另一端与箱体底部连通；所述箱体的上部和下部分别设置有上均风板和下均风板，所述上均风板和下均风板上开设有多个均流孔，所述进气软管位于上均风板上方，回气软管位于下均风板下方，恒定温湿度和洁净的空气从进气软管通入后，依次穿过上均风板、称量工作区域和下均风板后，从回气软管返回空气调节装置；所述箱体底部设置有减震台，所述减震台通过可调节脚垫安装在箱体底面设置的橡胶软脚上，所述减震台嵌在下均风板中部，并与下均风板构成所述称量操作台面；所述箱体的操作侧为透明的观察窗，所述观察窗倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，其特征在于：与所述操作侧相连的箱体两侧面上设置有密封侧门。
3.根据权利要求2所述的一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，其特征在于：所述操作手孔为两个，两个操作手孔设置在观察窗上，所述操作手孔上设置有密封手套或隔膜。
4.根据权利要求1所述的一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，其特征在于：所述减震台由大理石或人造石制成。
5.根据权利要求1所述的一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，其特征在于：所述箱体的顶部、底部和侧壁均包括内层壁和外层壁，所述内层壁和外层壁之间设置有一层绝热层，所述内层壁由不锈钢制成。
6.根据权利要求1所述的一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，其特征在于：所述称量操作台和空气调节装置下部均设置有支撑架，支撑架下端安装有可固定的行走轮，所述称量操作台面距地面的高度为60cm-90cm。
7.根据权利要求1所述的一种恒温恒湿洁净称量环境控制设备，其特征在于：所述空气调节装置还设置有电控系统和风道系统，所述风道系统内设有和风道压力传感器和PM2.5过滤网，所述箱体内设置有颗粒物传感器、多层储物架和样品传递室。
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