CN105547943A - 一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪，包括固定板、采样机构、测量机构、断纸检测装置和纸带输送传动机构，采样机构包括大气颗粒物切割器、采样管和流量控制器，测量机构包括β源和探测器，纸带输送传动机构包括带盘、张紧装置和端轮，带盘和端轮均与固定板连接，所述张紧装置包括摆杆、扭簧轴、扭簧、滚轮轴、滚轮，所述扭簧轴与固定板活动连接，断纸检测装置包括定位杆和光电开关支架。采用了这种结构后能够及时判断是否断纸、从而能够及时进行换纸工作，减少了仪器空运行时间，能够在单位时间采集更多的数据从而能够得到更为准确的计量结果，从而提高了工作效率，且不需要每次要派人到现场了解是否有故障。

Description

一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪

技术领域

本发明涉及一种大气颗粒物监测仪，尤其是一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪。

背景技术

β射线法大气颗粒物监测仪与其它方法大气颗粒物监测仪相比，目前在我国还占主要地位。β射线法大气颗粒物监测仪所采集的尘样是在滤纸带上，通常情况下，一卷纸带能连续使用1～2个月，一卷纸带用完后，纸带将会被自动拉断，仪器空运行。实际使用时还有可能因为各种外界因素的影响，使仪器不正常工作从而导致纸带断开，仪器空运行。这两种状况发生时有虽有不正常的数据上传至监控中心，却因为现有仪器无法对是否断纸进行判断从而使得没有关于断纸的故障状态上传至监控中心，在监控室的数据平台上无法判断是否断纸，所以每次要派人到现场了解是否有故障，比较麻烦，大大降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的是解决每次要派人到现场了解是否有断纸故障的问题，提供了一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪，使得技术人员在监控室的数据平台上就能了解现场是否断纸。

本发明采用的技术方案是：利用带盘、张紧装置、断纸检测装置和端轮配合，其中一个带盘将纸带送出、送出的纸带绕过张紧装置的滚轮和端轮后另一个带盘将纸带收入，纸带张紧装置的滚轮在纸带摩擦力的作用下能自转、摆杆在纸带的拉力和扭簧弹力的共同作用下能随张紧装置中滚轮左右摆动，从而能使适当的张力作用在纸带表面，在运行的每一循环内，送出纸带的长度完全等于收入纸带的长度，张紧装置为纸带提供张力、保证纸带稳定运行，减少正常运行时纸带断开的几率，使得大气颗粒物监测仪能够连续无故障运行。为了检测纸带是否断开设置了定位杆和光电开关支架，并在光电开关支架上设置光电开关，定位杆连接在摆杆上、能够随摆杆左右摆动，固定板上设置的开口最好为弧形开口、其弧度能使定位片随摆杆左右摆动到第一光电开关或的第三光电开关位置、当然也可以采用其他形状，摆杆运动到一定位置时穿过开口的滚轮轴会被开口的侧壁阻挡使得摆杆运动停止从而定位杆也停止，根据定位杆停止的位置安装第一光电开关和第三光电开关，正常运行时摆杆摆动定位片只会在第一光电开关与第二光电开关之间往复运动，因此监测仪在监测过程中，根据定位杆的位置就能够判断出纸带是否发生断开，如果纸带发生断开则提供报警信号、系统运行中所有电机均停止运行、在仪器的显示界面上提示断纸故障同时在监控中心的数据采集平台上能够看到断纸信息。

本发明有益效果：采用了这种结构后能够及时判断是否断纸、从而能够及时进行换纸工作，减少了仪器空运行的时间、能够在单位时间内采集更多的数据从而能够得到更为准确的计量结果，提高了工作效率且不需要每次派人到现场了解是否有故障。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3本发明中张紧装置及断纸检测装置处的局部放大图。

图4为张紧装置的结构示意图，同时也是图3中张紧装置的侧视图的剖视。

图5为图6图7均为本发明的控制流程图（由于控制流程图过长所以分为三个图、图6接在图5下方、图7接在图6下方）。

图中所示：1固定板，2大气颗粒物切割器，3采样管，4流量控制器，5β源，6探测器，7带盘，8张紧装置，9端轮，10摆杆，11扭簧轴，12扭簧，13滚轮轴，14滚轮，15定位杆，16光电开关支架，17第一光电开关，18第二光电开关，19第三光电开关，20主动轴，21扭力调整套，22纸带，23开口，24压带轮，25第四光电开关，26加热器，27温湿度传感器，28过滤器，29微型轴承，30轴套，31抽气泵。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的说明。

为了方便叙述，大气颗粒物监测仪简称为监测仪，位于附图1或2中右侧的带盘、张紧装置、滚轮、端轮分别称为放带盘、右张紧装置、右滚轮、右端轮，位于附图1或2中左侧的带盘、张紧装置、滚轮、端轮分别称为收带盘、左张紧装置、左滚轮、左端轮。

实施例1：一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪，包括固定板1、采样机构、测量机构、断纸检测装置和纸带输送传动机构，采样机构包括大气颗粒物切割器2、采样管3和流量控制器4，测量机构包括β源5和探测器6；

纸带输送传动机构包括带盘7、张紧装置8和端轮9，带盘和端轮均与固定板连接，所述带盘、张紧装置和端轮均设有两个，两个带盘、两个张紧装置、两个断纸检测装置以及两个端轮分别位于固定板两侧且沿着固定板长度中心线中心线呈对称分布；

所述张紧装置包括摆杆10、扭簧轴11、扭簧12、滚轮轴13、滚轮14，所述扭簧轴与固定板活动连接，所述摆杆与扭簧轴固定连接，扭簧的一端缠绕于扭簧轴上、另一端缠绕于摆杆上，所述滚轮轴的一侧与摆杆固定连接、滚轮活动连接在滚轮轴的另一侧，所述固定板上设有两个开口23，所述滚轮轴的一侧穿过开口与摆杆固定连接、滚轮活动连接在滚轮轴的另一侧、使得滚轮与摆杆分别位于固定板正反两面的外侧；

所述断纸检测装置包括两个定位杆15和两个光电开关支架16，所述的两个定位杆分别与两个张紧装置中的摆杆固定连接，两个光电开关支架分别位于固定板的两侧且分别靠近两个张紧装置，每个光电开关支架上均设置有第一光电开关17、第二光电开关18、第三光电开关19；

所述固定板上设置有主动轴20。

实施例2，与实施例1的区别在于：所述张紧装置还包括扭力调整套21，所述扭力调整套套在扭簧轴11远离摆杆10的一侧和缠绕于扭簧轴上的扭簧12外，扭力调整套与扭簧轴活动连接。

本发明中，放带盘上面预先绕有纸带22。第一光电开关远离第三光电开关使得第二光电开关位于第一光电开关与第三光电开关之间，相对于第一光电开关和第二光电开关来说、第三光电开关的位置靠近采样管，第二光电开关靠近第三光电开关且相对于第一光电开关来说第二光电开关靠近第三光电开关。光电开关能够通过检测定位杆的位置判断纸带是否发生断开，且根据定位杆的位置控制纸带22的运动实现控制张紧装置左右摆动的幅度从而能够准确控制张力，如果纸带发生断开则仪器提供报警信号。采样管设置在监测仪上，具体的可以是采样管与固定板活动连接，或者在上固定板固定连接有安装块、采样管与安装块活动连接。大气颗粒物切割器的一端位于监测仪外部、另一端与采样管固定连接，流量控制器通过管路与采样管连接，流量控制器可以位于监测仪内也可以位于监测仪外，流量控制器最好采用质量流量控制计。β源和探测器可以均与固定板固定连接，β源与探测器之间有一定的间距且β源正对着探测器，β源与探测器之间的间距供纸带穿过。

本发明中主动轴20位于纸带运行路径下方，纸带送出的方式有多种，例如可以设置电机用于带动放带盘运动从而使得纸带送出，也可以设置电机用于带动收带盘运动，也可以在主动轴以及纸带运行路径上方设置压带轮24、主动轴由电机带动且与压带轮配合使得纸带沿运行路径向前或向后运行，还可以采用其他方式。还可以在主动轴20附近设置第四光电开关25从而配合主动轴使用。此外可以在采样管3外设置加热器26、还可以在采样管内或者是与采样管连接的管路上设置温湿度传感器27，这样能够更好的对采集的空气进行控制，从而获得更好的监测结果；可以设置过滤器28，过滤器通过管路与采样管及流量控制器4连接，从而对与过滤器的之后的管路连接的设备（例如流量控制器）进行保护，延长这些设备的使用寿命。滚轮与滚轮轴的连接方式可以采用公知的方式，也可以采用如下方式：滚轮内部设置有通孔，通孔内设置有与滚轮轴13连接的微型轴承29，滚轮轴13靠近固定板1的一侧设置有轴套30。

本发明使用前准备一个抽气泵31并将抽气泵与流量控制器通过管路连通，将大多数纸带缠绕在放带盘上、牵引一部纸带绕过右滚轮，之后绕过右端轮，之后纸带从β源与探测器之间穿过、穿过后绕过靠近收带盘的左端轮、之后绕过左滚轮、最后缠绕在收带盘上，具体的，纸带绕过滚轮（或端轮）时、一段纸带位于滚轮（或端轮）圆周方向上的一侧、另外一段位于滚轮（或端轮）圆周方向上的另一侧。

本发明的原理是运行过程中当左侧纸带断开时，左张紧装置失去纸带的拉力，右侧纸带断开时，右张紧装置均失去纸带的拉力，当左、右两侧纸带同时断开时，左、右张紧装置均失去纸带的拉力，当张紧装置失去纸带的拉力时张紧装置上的摆杆会在扭簧的作用下运动、（由于固定板上开口具有一定弧度）摆杆运动到一定位置时穿过开口的滚轮轴会被开口阻挡使得摆杆运动停止、此时定位片正好摆动到第三光电开关的位置，此时仪器将给出断纸报警信号。具体的，本发明使用步骤如下：将监测仪打开后，监测仪首先进行开机自检归位，采样管上升，收带盘和送带盘均是先顺时针旋转、然后再逆时针旋转，使得左张紧装置的摆杆上连接的定位杆运动到靠近左张紧装置的第三光电开关的位置后运动到靠近左张紧装置的第一光电开关的位置、右张紧装置的摆杆上连接的定位杆运动到靠近右张紧装置的第三光电开关的位置后运动到靠近右张紧装置的第二光电开关的位置。如果不开始测量则整个监测仪待机，如果开始测量则主动轴逆时针旋转M转，之后第一次判断定位片是否在第三光电开关位置、如果定位片是在第三光电开关位置则判断出断纸并给出报警信号、如果不是则收带盘和送带盘均逆时针旋转、使得左张紧装置的摆杆上连接的定位杆运动到靠近左张紧装置的第一光电开关的位置、右张紧装置的摆杆上连接的定位杆运动到靠近右张紧装置的第二光电开关的位置，之后第二次判断定位片是否在第三光电开关位置、如果不是则进行纸带本底测量、测量结果计为I₀，本底测量后主动轴逆时针旋转N转后第三次判断定位片是否在第三光电开关位置、如果不是则采样管下降压紧纸带，之后收带盘和送带盘均顺时针旋转、使得左张紧装置的摆杆上连接的定位杆运动到靠近左张紧装置的第二光电开关的位置、右张紧装置的摆杆上连接的定位杆运动到靠近右张紧装置的第一光电开关的位置、同时启动抽气泵进行定时采样，判断是否到达设定的采样时间，如果没有到达则继续采样、如果到达则抽气泵停止且采样管上升使得采样结束，采样结束后判断第四次判断定位片是否在第三光电开关位置、如果不是则主动轴顺时针旋转N转（顺时针旋转的N转与逆时针旋转N转的转数是相同的）进行尘样测量、测量结果计为I₁，通过I₀和I₁计算出浓度值并进行通过监测仪的显示界面进行显示，之后将仪器数据进行上传存储，之后收带盘和送带盘均逆时针旋转、使得左张紧装置的摆杆上连接的定位杆运动到靠近左张紧装置的第一光电开关的位置、右张紧装置的摆杆上连接的定位杆运动到靠近右张紧装置的第二光电开关的位置，之后第五次判断判断定位片是否在第三光电开关位置，如果不是则结判断是否继续开始测量，如果不继续测量则待机，如果继续测量则重复之前的步骤，其中无论哪次判断结果是定位片在第三光电开关位置，都能够判断出断纸并给出报警信号、当给出报警信号后停止系统所有运行电机从而停止测量、监测仪的显示界面提示断纸故障且将断纸状态上传到数据采集平台。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪，包括固定板、采样机构、测量机构、断纸检测装置和纸带输送传动机构，采样机构包括大气颗粒物切割器、采样管和流量控制器，测量机构包括β源和探测器，其特征在于：

纸带输送传动机构包括带盘、张紧装置和端轮，带盘和端轮均与固定板连接，所述带盘、张紧装置和端轮均设有两个，两个带盘分别位于固定板两侧且沿着固定板长度中心线或宽度方向中心线呈对称分布，两个张紧装置分别位于固定板两侧且沿着固定板长度中心线或宽度方向中心线呈镜像对称，两个端轮分别位于固定板两侧且沿着固定板长度中心线或宽度方向中心线呈对称分布；

所述张紧装置包括摆杆、扭簧轴、扭簧、滚轮轴、滚轮，所述扭簧轴与固定板活动连接，所述摆杆与扭簧轴固定连接，扭簧的一端缠绕于扭簧轴上、另一端缠绕于摆杆上，所述滚轮轴的一侧与摆杆固定连接、滚轮活动连接在滚轮轴的另一侧，所述固定板上设有两个开口、两个开口沿着固定板长度中心线对称分布，所述滚轮轴的一侧穿过开口与摆杆固定连接、滚轮活动连接在滚轮轴的另一侧、使得滚轮与摆杆分别位于固定板正反两面的外侧；

所述断纸检测装置包括两个定位杆和两个光电开关支架，所述的两个定位杆分别与两个张紧装置中的摆杆固定连接，两个光电开关支架分别位于固定板的两侧且分别靠近两个张紧装置，每个光电开关支架上均设置有第一光电开关、第二光电开关、第三光电开关；

所述固定板上设置有主动轴。

2.根据权利要求1所述的一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪，其特征在于：固定板上的两个开口为弧形开口，当摆杆运动到一定位置时、穿过开口的滚轮轴会被开口的侧壁阻挡使得摆杆运动停止。

3.根据权利要求1或2所述的一种设有断纸报警装置的大气颗粒物监测仪，其特征在于：所述张紧装置还包括扭力调整套，所述扭力调整套套在扭簧轴远离摆杆的一侧和缠绕于扭簧轴上的扭簧外，扭力调整套与扭簧轴活动连接。