CN104865166A - 一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：该装置包括可控制温度、湿度和压力的密封舱和标定舱，密封舱内有用步进电机和驱动齿轮带动匀速旋转的外沟槽皮带，带振动的粉料仓内的标定粉料由带振动的聚粉板刮平，留在定量沟槽内的标定粉料被传送到被动齿轮的圆周中部，在刮粉针剔除下落入粉料收集槽，经送份管送到标定舱上部的喷粉头，喷粉头在压缩气源和流量控制器的控制下将标定粉料喷射扩散形成精确定量浓度和分布的悬浮颗粒，由标定舱内部的标定仪器进行标定，整个扩散标定过程由计算机控制器控制完成；本发明的有益效果是：开发了一种可以自动控制的精确定量粉尘材料扩散标定装置，解决了方便、快捷、自动、安全、精确、标准的进行粉尘材料扩散标定工作的难题。

Description

一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置

技术领域

本发明涉及一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置。

背景技术

当前在环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域急切需要利用一种即能够精确定量的对粉尘材料进行均匀扩散又能对其进行标定、评估、检验等科学研究的实验装置，这种实验装置一般是由一个能够进行精确定量粉尘材料的扩散装置和一个能够对其进行稳恒标定的装置组成，一般的粉尘材料的扩散装置大都采用气流直吹样品进行粉尘材料的扩散，浓度不可控制，扩散的悬浮颗粒也不均匀，而且对样本也有要求，如果是粘性粉末或粉尘扩散的效果就不好，而且悬浮颗粒都粘连在一起造成粒径大小不一等等，对粉尘材料的悬浮颗粒的标定也是采取采样后用其他设备进行测试标定，中间过程复杂并受外界污染干扰，精度低数据不准确，达不到当前科学研究的要求，从而制约了相关科学研究的发展。因此研发一个既可以对任何性质的粉尘材料进行精确定量扩散并能对其进行稳恒标定的实验装置已成为当前的迫切需要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，采用自动控制技术，实现方便、快捷、自动、安全、精确、标准的对粉尘材料进行扩散标定工作。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，该装置包括一个密封舱和一个标定舱，密封舱内的温湿压力传感器组可控制舱内的温度、湿度和压力，密封舱内有用步进电机和驱动齿轮带动匀速旋转的外沟槽皮带，带振动的粉料仓内的标定粉料由带振动的聚粉板刮平，留在定量沟槽内的标定粉料被传送到被动齿轮的圆周中部，标定粉料在刮粉针剔除下落入粉料收集槽，然后通过送份管送到安装在标定舱中部的喷粉头，喷粉头在带有压力表的压缩气源和流量控制器的控制下将标定粉料在标定舱内喷射扩散形成精确定量浓度和分布的悬浮颗粒，标定舱内部的标定仪器进行标定，实验标定过程由计算机控制器进行精确控制，计算机控制器通过数据线控制料仓振动电机、聚粉板振动电机、除湿机、温控器、激光测速器、步进电机、温湿压力传感器组和标定仪器实现整个扩散标定过程。

本发明的有益效果是：开发了一种既可以对任何性质的粉尘材料进行精确定量扩散，在标定舱内喷射扩散形成精确定量浓度和分布的悬浮颗粒，并能对其进行稳恒标定、评估、检验等科学研究的实验装置，整个扩散标定过程由计算机控制器进行精确控制，然后直接在标定舱内进行测试标定，过程简单无干扰，数据准确，可以满足环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域的特殊需求，实现方便、快捷、自动、安全、精确、标准的对粉尘材料进行扩散标定工作。

附图说明

附图为本发明结构的示意图。

图中：

1.出粉狭口   2.标定粉料   3.粉料斗   4.计算机控制器   5.料仓振动电机

6.料仓振动偏心轮    7.聚粉板振动偏心轮   8. 聚粉板     9.聚粉板振动电机  10.凹形槽

11.温、湿、压力传感器组  12.密封舱   13.刮粉针   14.刮粉弹簧   15.刮粉架

16.搅匀风扇   17.标定仪器   18.标定舱  19.透气平台   20.排出口   21.流量控制器

22.压力表   23.压缩气源   24.喷粉头   25.送粉管   26.粉料收集槽   27.被动齿轮

28.反光点  29.除湿机   30.温控器 31.激光测速器  32.外沟槽皮带   33.支脚架

34.驱动齿轮  35.步进电机   36.定量沟槽。

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明加以说明。

如附图所示，本发明是提供一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：包括一个密封舱12和一个标定舱18，密封舱12是由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁消毒的密封舱室，在密封舱12上方安装一个粉料斗3，粉料斗3是由坚固耐腐蚀材料做成的内部光滑的具有一定容积的U型通槽，粉料斗3的最底部开有相对于外沟槽皮带32横向交叉的狭窄的出粉狭口1，在粉料斗3边缘处连接一个由计算机控制器4控制的料仓振动电机5带动的料仓振动偏心轮6，驱动整个粉料斗3按照一定的频率和幅度振动，将粉料斗3内部盛放的标定粉料2均匀洒落在外沟槽皮带32上；密封舱12底部通过支脚架33装有标定粉料2的定量控制和输送装置，密封舱12外形和尺寸能够适合放入标定粉料2的整个定量控制和输送装置及温度、湿度和压力控制的部件；密封舱12内的温湿压力传感器组11可控制舱内的温度、湿度和压力，密封舱12内有用步进电机35和驱动齿轮34带动匀速旋转的外沟槽皮带32，外沟槽皮带32是由柔软坚固耐腐蚀材料做成，是外圈表面具有数个并列的V型定量沟槽36的圆环宽皮带，外沟槽皮带32内圈均匀密布的内齿和同样均匀密布在驱动齿轮34和被动齿轮27上的轮齿紧密啮合，在计算机控制器4控制步进电机35以精确的旋转速度带动驱动齿轮34和被动齿轮27的平衡控制下，外沟槽皮带32与粉料斗3、聚粉板8和刮粉针13配合精确地将容纳在V型定量沟槽36内的标定粉料2传送到粉料收集槽26内；粉料收集槽26是一个固定安装在整个外沟槽皮带32和被动齿轮27的外圆周下部，由坚固耐腐蚀材料做成的内部光滑的具有其大小正好接纳一定容积的U型通槽，粉料收集槽26的上边开有一个敞口正对准啮合在外沟槽皮带32的V型定量沟槽36内的半圆形弯钩的刮粉针13下端，随时将粘附在V型定量沟槽36内部的标定粉料2刮落在粉料收集槽26中，刮粉针13是由耐腐蚀材料制作的细丝刮针，在刮粉针13的中部是回旋形的刮粉弹簧14，刮粉针13通过刮粉架15固定安装在整个外沟槽皮带32和被动齿轮27的外圆周中部，刮粉针13水平部分的前端是一个啮合在外沟槽皮带32的V型定量沟槽36内部的半圆形弯钩，随时将粘附在V型定量沟槽36内部的标定粉料2刮落在下边的粉料收集槽26中，粉料收集槽26的最底部开口处连接有送份管25密封连接到标定舱18中部的喷粉头24；带振动的粉料仓3内的标定粉料2由带振动的聚粉板8刮平，聚粉板8是由坚硬并耐腐蚀材料做成的薄板状异形刮板，聚粉板8相对于外沟槽皮带32横向交叉的安装在外沟槽皮带32的上表面，两端呈斜边向内的聚粉板8中间与外沟槽皮带32上的每一个V型定量沟槽有相对应的凹形槽10，整个聚粉板8的最下端和外沟槽皮带32的上表面贴紧，聚粉板8的边缘处连接一个由计算机控制器4控制的聚粉板振动电机9带动的聚粉板振动偏心轮7，驱动整个聚粉板8按照一定的频率和幅度振动，将外沟槽皮带32上表面的标定粉料2刮除，只允许保存在外沟槽皮带32表面的数个并列V型定量沟槽36内部盛放的标定粉料2通过；留在定量沟槽36内的标定粉料2被传送到被动齿轮27的圆周中部，标定粉料2在刮粉针13剔除下落入粉料收集槽26，然后通过送份管25送到安装在标定舱18中部的喷粉头24，标定舱18是一个由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁消毒的具有一定标准体积的密封舱室，在标定舱18的中间是喷粉头24，喷粉头24的上方安装一个搅匀风扇16，标定舱18下部的透气平台19上安放标定仪器17，标定舱18的最下部是一个排出口20，喷粉头24在带有压力表22的压缩气源23和流量控制器21的控制下将标定粉料2在标定舱18内喷射扩散形成精确定量浓度和分布的悬浮颗粒，标定舱18内部的标定仪器17进行标定，实验标定过程由计算机控制器4进行精确控制，计算机控制器4通过数据线控制料仓振动电机5、聚粉板振动电机9、除湿机29、温控器30、激光测速器31、步进电机35、温湿压力传感器组11和标定仪器17，温湿压力传感器组11向计算机控制器4反馈密封舱12的温度、湿度和压力，当不满足实验条件时，计算机控制器4控制除湿机29和温控器30进行调节控制，激光测速器31通过对驱动齿轮34和被动齿轮2之间的皮带上的反光点28进行测速反馈给计算机控制器4控制步进电机的转速，从而实现自动控制整个扩散标定过程。

实施例：

使用一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置对任何性质的粉尘材料进行精确定量扩散，在标定舱内喷射扩散形成精确定量浓度和分布的悬浮颗粒，并对其进行稳恒标定的科学实验时，首先准备好带有压力表22的压缩气源23，清理干净粉料斗3、沟槽皮带32的外圈表面上的数个并列的V型定量沟槽36、聚粉板8、刮粉针13和粉料收集槽26，将标定舱18及中间的喷粉头24也清理干净，根据实验的需要在标定舱18内接好实验用的标定仪器17，接通计算机控制器4和标定仪器17的电源，接通密封舱12的整个定量控制和输送装置及温度、湿度和压力控制部分的电源，打开压缩气源23，然后将实验用的标定粉料2装入粉料斗3，粉料斗3是由坚固耐腐蚀材料做成的内部光滑的具有一定容积的U型通槽，粉料斗3的最底部开有相对于外沟槽皮带32横向交叉的狭窄的出粉狭口1，粉料斗3边缘处连接的由计算机控制器4控制的料仓振动电机5带动的料仓振动偏心轮6，驱动整个粉料斗3按照一定的频率和幅度振动，将粉料斗3内部盛放的标定粉料2均匀洒落在外沟槽皮带32上；外沟槽皮带32内圈均匀密布的内齿和同样均匀密布在驱动齿轮34和被动齿轮27上的轮齿紧密啮合，计算机控制器4控制步进电机35以精确的旋转速度带动驱动齿轮34和被动齿轮27，外沟槽皮带32的外圈表面具有数个并列的V型定量沟槽36，聚粉板8相对于外沟槽皮带32横向交叉的安装在外沟槽皮带32的上表面，两端呈斜边向内的聚粉板8中间与外沟槽皮带32上的每一个V型定量沟槽有相对应的凹形槽10，整个聚粉板8的最下端和外沟槽皮带32的上表面贴紧，聚粉板8的边缘处连接一个由计算机控制器4控制的聚粉板振动电机9带动的聚粉板振动偏心轮7，驱动整个聚粉板8按照一定的频率和幅度振动，将外沟槽皮带32上表面的标定粉料2刮除，只允许保存在外沟槽皮带32表面的数个并列V型定量沟槽36内部盛放的标定粉料2通过；留在定量沟槽36内的标定粉料2被传送到被动齿轮27的圆周中部，粉料收集槽26的上边开有一个敞口正对准啮合在外沟槽皮带32的V型定量沟槽36内的半圆形弯钩的刮粉针13下端，刮粉针13随时将粘附在V型定量沟槽36内部的标定粉料2刮落在粉料收集槽26中，外沟槽皮带32与粉料斗3、聚粉板8和刮粉针13配合精确地将容纳在V型定量沟槽36内的标定粉料2传送到粉料收集槽26内；标定粉料2通过送份管25送到标定舱18中部的喷粉头24，喷粉头24的上方安装一个搅匀风扇16，喷粉头24在带有压力表22的压缩气源23和流量控制器21的控制下将标定粉料2在标定舱18内喷射扩散形成精确定量浓度和分布的悬浮颗粒，由计算机控制器4控制标定仪器17进行标定，实验标定过程中计算机控制器4还通过数据线控制除湿机29、温控器30、激光测速器31、步进电机35和温湿压力传感器组11，温湿压力传感器组11向计算机控制器4反馈密封舱12的温度、湿度和压力，当不满足实验条件时，计算机控制器4控制除湿机29和温控器30进行调节控制，激光测速器31通过对驱动齿轮34和被动齿轮2之间的皮带上的反光点28进行测速反馈给计算机控制器4控制步进电机的转速，从而完成自动控制整个扩散标定过程。关闭计算机控制器4和标定仪器17的电源，关闭密封舱12的整个定量控制和输送装置及温度、湿度和压力控制部分的电源，压缩气源23停止供气，对精确定量粉尘材料扩散实验标定装置进行清洗整理，标定和检测后的结果将进行进一步的科学分析和研究。

Claims (9)

1.一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：该装置包括一个密封舱（12）和一个标定舱（18），密封舱（12）内的温湿压力传感器组（11）可控制舱内的温度、湿度和压力，密封舱（12）内有用步进电机（35）和驱动齿轮（34）带动匀速旋转的外沟槽皮带（32），带振动的粉料仓（3）内的标定粉料（2）由带振动的聚粉板（8）刮平，留在定量沟槽（36）内的标定粉料（2）被传送到被动齿轮（27）的圆周中部，标定粉料（2）在刮粉针（13）剔除下落入粉料收集槽（26），然后通过送份管（25）送到安装在标定舱（18）中部的喷粉头（24），喷粉头（24）在带有压力表（22）的压缩气源（23）和流量控制器（21）的控制下将标定粉料（2）在标定舱（18）内喷射扩散形成精确定量浓度和分布的悬浮颗粒，标定舱（18）内部的标定仪器（17）进行标定，实验标定过程由计算机控制器（4）进行精确控制，计算机控制器（4）通过数据线控制料仓振动电机（5）、聚粉板振动电机（9）、除湿机（29）、温控器（30）、激光测速器（31）、步进电机（35）、温湿压力传感器组（11）和标定仪器（17）实现整个扩散标定过程。

2.根据权利要求1所述的一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：所述密封舱（12）是由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁消毒的密封舱室，在密封舱（12）上方安装一个粉料斗（3），密封舱（12）底部通过支脚架（33）装有标定粉料（2）的定量控制和输送装置，密封舱（12）外形和尺寸能够适合放入标定粉料（2）的整个定量控制和输送装置及温度、湿度和压力控制的部件。

3.根据权利要求1所述的一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：所述外沟槽皮带（32）是由柔软坚固耐腐蚀材料做成，是外圈表面具有数个并列的V型定量沟槽（36）的圆环宽皮带，外沟槽皮带（32）内圈均匀密布的内齿和同样均匀密布在驱动齿轮（34）和被动齿轮（27）上的轮齿紧密啮合，在计算机控制器（4）控制步进电机（35）以精确的旋转速度带动驱动齿轮（34）和被动齿轮（27）的平衡控制下，外沟槽皮带（32）与粉料斗（3）、聚粉板（8）和刮粉针（13）配合精确地将容纳在V型定量沟槽（36）内的标定粉料（2）传送到粉料收集槽（26）内。

4.根据权利要求1所述的一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：所述粉料斗（3）是由坚固耐腐蚀材料做成的内部光滑的具有一定容积的U型通槽，粉料斗（3）的最底部开有相对于外沟槽皮带（32）横向交叉的狭窄的出粉狭口（1），在粉料斗（3）边缘处连接一个由计算机控制器（4）控制的料仓振动电机（5）带动的料仓振动偏心轮（6），驱动整个粉料斗（3）按照一定的频率和幅度振动，将粉料斗（3）内部盛放的标定粉料（2）均匀洒落在外沟槽皮带（32）上。

5.根据权利要求1所述的一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：所述聚粉板（8）是由坚硬并耐腐蚀材料做成的薄板状异形刮板，聚粉板（8）相对于外沟槽皮带（32）横向交叉的安装在外沟槽皮带（32）的上表面，两端呈斜边向内的聚粉板（8）中间与外沟槽皮带（32）上的每一个V型定量沟槽有相对应的凹形槽（10），整个聚粉板（8）的最下端和外沟槽皮带（32）的上表面贴紧，聚粉板（8）的边缘处连接一个由计算机控制器（4）控制的聚粉板振动电机（9）带动的聚粉板振动偏心轮（7），驱动整个聚粉板（8）按照一定的频率和幅度振动，将外沟槽皮带（32）上表面的标定粉料（2）刮除，只允许保存在外沟槽皮带（32）表面的数个并列V型定量沟槽（36）内部盛放的标定粉料（2）通过。

6.根据权利要求1所述的一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：所述刮粉针（13）是由耐腐蚀材料制作的细丝刮针，在刮粉针（13）的中部是回旋形的刮粉弹簧（14），刮粉针（13）通过刮粉架（15）固定安装在整个外沟槽皮带（32）和被动齿轮（27）的外圆周中部，刮粉针（13）水平部分的前端是一个啮合在外沟槽皮带（32）的V型定量沟槽（36）内部的半圆形弯钩，随时将粘附在V型定量沟槽（36）内部的标定粉料（2）刮落在下边的粉料收集槽（26）中。

7.根据权利要求1所述的一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：所述粉料收集槽（26）是一个固定安装在整个外沟槽皮带（32）和被动齿轮（27）的外圆周下部，由坚固耐腐蚀材料做成的内部光滑的具有其大小正好接纳一定容积的U型通槽，粉料收集槽（26）的上边开有一个敞口正对准啮合在外沟槽皮带（32）的V型定量沟槽（36）内的半圆形弯钩的刮粉针（13）下端，随时将粘附在V型定量沟槽（36）内部的标定粉料（2）刮落在粉料收集槽（26）中，粉料收集槽（26）的最底部开口处连接有送份管（25）密封连接到标定舱（18）中部的喷粉头（24）。

8.根据权利要求1所述的一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：所述标定舱（18）是一个由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁消毒的具有一定标准体积的密封舱室，在标定舱（18）的中间是喷粉头（24），喷粉头（24）的上方安装一个搅匀风扇（16），标定舱（18）下部的透气平台（19）上安放标定仪器（17），标定舱（18）的最下部是一个排出口（20）。

9.根据权利要求1所述的一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置，其特征是：所述计算机控制器（4）通过数据线控制料仓振动电机（5）、聚粉板振动电机（9）、除湿机（29）、温控器（30）、激光测速器（31）、步进电机（35）、温湿压力传感器组（11）和标定仪器（17），温湿压力传感器组（11）向计算机控制器（4）反馈密封舱（12）的温度、湿度和压力，当不满足实验条件时，计算机控制器（4）控制除湿机（29）和温控器（30）进行调节控制，激光测速器（31）通过对驱动齿轮（34）和被动齿轮（27）之间的皮带上的反光点（28）进行测速反馈给计算机控制器（4）控制步进电机的转速。