CN105738262B - β射线法三通道大气颗粒物监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种β射线法三通道大气颗粒物监测仪，包括人机接口、抽尘机构、用于采集气流的采样装置、用于安装滤纸的滤纸架、用于压紧滤纸的压紧装置和用于检测β射线损耗的检测装置，所述滤纸架上的滤纸水平穿过压紧装置和检测装置，所述采样装置位于滤纸架上滤纸的上方，该采样装置设置有三路通道，所述抽尘机构位于滤纸架上滤纸的下方，该抽尘机构也设置有与采样装置每一通道一一对应的三路通道。本发明通过对整机的结构进行简化、并设置三路通道的采样装置和抽尘机构，从而提供了一种β射线法三通道大气颗粒物监测仪，可以同时采样监测三个参数，使用非常方便。

Description

β射线法三通道大气颗粒物监测仪

技术领域

本发明属于大气检测设备技术领域，具体地讲，特别涉及一种β射线法三通道大气颗粒物监测仪。

背景技术

大气颗粒物是分散在大气中固态或液态颗粒状物质的总称。大气颗粒物粒径的大小不同，被吸入并沉积在呼吸系统的部位不同，对机体的危害也有差异。大于5μm的多滞留在上部气道，小于5μm的多滞留在细支气管和肺泡。随着人们越来越关注大气颗粒物对健康的危害，大气颗粒物的监测技术也越来越进步。

现有的大气颗粒物监测手段主要有：β射线吸收法，微量振荡天平法和光散射法。其中，β射线吸收法主要是将大气中的颗粒物附着在滤纸上，再测量β射线经过该滤纸后的损耗，从而计算颗粒物的质量浓度。其具体测量过程是：将指定的空白滤纸放在β源与探测器之间的P1点测量通过空白滤纸的β射线的强度值并保存，然后将该区域的滤纸移到另一指定的P2点进行抽气采样并在滤纸上留下尘斑，采样后将含有尘斑的滤纸移回到β源与探测器之间的P1点，再测量其β射线的强度值并保存，最后通过计算得到与大气颗粒物浓度有关的数据，从而完成一次测量；进行下一次测量前，滤纸则需要走纸一定距离。

目前，市场上的大多数β射线法大气颗粒物监测仪均为单通道颗粒物监测仪，只能实现一个参数的测量，获取两个或更多的参数则需要多台仪器，使用非常不方便。申请号为201210332949.2的发明专利公开了一种双通道大气颗粒物自动监测装置，提出两个检测通道同时检测两个参数的技术方案。但是，由于采样管的升降、滤纸的平移、以及滤纸的走纸对精确度的要求都很高，造成装置整机的结构非常复杂，这种双通道的大气颗粒物监测装置整体的结构复杂，占用空间大，使用和维护都不方便；并且，几乎不可能再增加更多的检测通道，不能实现更多参数的同时获取。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、使用方便的β射线法三通道大气颗粒物监测仪。

本发明的技术方案如下：一种β射线法三通道大气颗粒物监测仪，包括人机接口、抽尘机构、用于采集气流的采样装置、用于安装滤纸的滤纸架、用于压紧滤纸的压紧装置和用于检测β射线损耗的检测装置，所述滤纸架上的滤纸水平穿过压紧装置和检测装置，所述采样装置位于滤纸架上滤纸的上方，该采样装置设置有三路通道，所述抽尘机构位于滤纸架上滤纸的下方，该抽尘机构也设置有与采样装置每一通道一一对应的三路通道。

所述压紧装置包括立板、下托块、上托块、步进电机、丝杆、螺母、楔形块、压套、压缩弹簧和采样管，所述立板竖向布置，在立板的正面固定有上下相对的上托块和下托块，在所述上托块与下托块之间留有间隙；在所述上托块内设有腔室，并且在上托块上竖向贯穿有三个左右并排的采样管，每一所述采样管上均固定有压套，在每一采样管上还套装有位于压套上方的压缩弹簧，所述压缩弹簧和压套均位于上托块的腔室内，在压缩弹簧的作用下，采样管的下端与下托块的顶面抵紧；在所述立板的背面固定有步进电机，在所述步进电机的输出轴上连接有伸入上托块腔室内的丝杆，在所述丝杆上套装有螺母，在所述螺母上设置有与压套对应的楔形块，在所述楔形块与压套上均加工有相互配合的斜面，当步进电机转动时，所述楔形块沿丝杆前后移动，所述压套和采样管在楔形块与压缩弹簧的作用下上下移动。

在所述采样管与上托块的顶部之间配装有套筒，所述套筒与上托块的顶面固定，在套筒的内壁与采样管的外壁之间留有间隙。设置套筒有利于减少采样管与上托块之间的磨损，有利于延长采样管和上托块的使用寿命。

在所述下托块上开有与采样管下管口一一对应的三个气孔，三个所述气孔与抽尘机构的三个通道一一对应；在所述上托块上还开有与采样管左右并排布置的检测口，所述检测装置正对检测口布置，所述检测口的口径与采样管下管口的口径一致。

所述滤纸架包括竖向的安装板，所述安装板位于立板的前侧，在所述安装板上开有正对上托块和下托块的让位缺口，所述采样管和检测装置位于安装板的前侧；在所述安装板的前侧还安装有放带轮和收带轮，在所述安装板上连接有机械手，在机械手的作用下，安装板左右移动。

所述机械手通过安装架安装，所述安装架包括搭接在一起的底板、背板和左右两块侧板，所述立板通过支撑板安装在安装架内，所述支撑板和立板均与背板平行，并且支撑板位于立板与背板之间，在所述支撑板与立板之间固定有连接柱；所述机械手安装在背板的前侧，机械手的输出端穿过支撑板和立板并与安装板的背面固定。

所述放带轮和收带轮左右并排布置，在所述收带轮上连接有驱动电机，在所述放带轮和收带轮的上方均设置有左右两个导向轮，在所述安装板上还安装有转轴和销轴，所述转轴位于放带轮的上方，在所述转轴的后端安装有编码器，所述销轴位于转轴的右上方，在销轴上安装有扭簧和连接块，在所述连接块的左端穿设有与转轴平行的安装轴，在所述安装轴上套装有压轮，在扭簧的作用下，所述压轮向下压紧转轴。

本发明通过对整机的结构进行简化、并设置三路通道的采样装置和抽尘机构，从而提供了一种β射线法三通道大气颗粒物监测仪，可以同时采样监测三个参数，使用非常方便。其中，用于压紧滤纸的压紧装置采用步进电机驱动楔形块与压套配合的方式，极大地简化了压紧装置的结构，使三个采样管的安装结构更加简单、占用空间更小，采样管的升降控制更加精确、可靠。并且，滤纸架采用安装板的结构，在安装板上连接机械手，通过机械手控制整个安装板以及安装板上滤纸的左右移动，使滤纸的平移更加精确，这样一来在一个检测周期中，不需要通过走纸来实现滤纸位置的往复运动，有利于提高检测的精确度。再则，在滤纸架上设置编码器，通过编码器监测和控制滤纸的走纸长度，使每一次检测周期完成后滤纸的走纸更加精确，进一步有利于检测精度的提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为滤纸架和压紧装置的安装结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为图2的A-A剖视图。

图5为图2的B-B剖视图。

图6为机械手的安装结构示意图。

图7为图2的C-C剖视旋转图。

图中标记如下：抽尘机构Ⅰ、滤纸架Ⅱ、检测装置Ⅲ、压紧装置Ⅳ、采样装置Ⅴ、人机接口Ⅵ、安装板1、下托块2、气孔2a、上托块3、检测口3a、采样管4、销轴5、连接块6、压轮7、安装轴8、转轴9、导向轮10、放带轮11、支撑板12、侧板13、收带轮14、底板15、立板16、扭簧17、机械手18、步进电机19、驱动电机20、连接柱21、背板22、丝杆23、螺母24、楔形块25、压套26、套筒27、压缩弹簧28和编码器29。

具体实施方式

下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终以相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不应理解为限制本发明的具体保护范围。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。

如图1所示，本发明包括人机接口Ⅵ、抽尘机构Ⅰ、用于采集气流的采样装置Ⅴ、用于安装滤纸的滤纸架Ⅱ、用于压紧滤纸的压紧装置Ⅳ和用于检测β射线损耗的检测装置Ⅲ，所述滤纸架Ⅱ上的滤纸水平穿过压紧装置Ⅳ和检测装置Ⅲ，所述采样装置Ⅴ位于滤纸架Ⅱ上滤纸的上方，该采样装置Ⅴ设置有三路通道，所述抽尘机构Ⅰ位于滤纸架Ⅱ上滤纸的下方，该抽尘机构Ⅰ也设置有与采样装置Ⅴ每一通道一一对应的三路通道。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，所述压紧装置Ⅳ包括立板16、下托块2、上托块3、步进电机19、丝杆23、螺母24、楔形块25、压套26、压缩弹簧28和采样管4，所述立板16竖向布置，在立板16的正面固定有上下相对的上托块3和下托块2，在所述上托块3与下托块2之间留有间隙。在所述上托块3内设有腔室，并且在上托块3上竖向贯穿有三个左右并排的采样管4，每一所述采样管4上均固定有压套26，本实施例优选所述压套26固套在采样管4上。在每一采样管4上还套装有位于压套26上方的压缩弹簧28，所述压缩弹簧28和压套26均位于上托块3的腔室内，在压缩弹簧28的作用下，采样管4的下端与下托块3的顶面抵紧。在所述采样管4与上托块3的顶部之间配装有套筒27，所述套筒27与上托块3的顶面固定，在套筒27的内壁与采样管4的外壁之间留有间隙。在所述立板16的背面固定有步进电机19，在所述步进电机19的输出轴上连接有伸入上托块3腔室内的丝杆23，在所述丝杆23上套装有螺母24，在所述螺母24上设置有与三个压套26对应的楔形块25，在所述楔形块25与压套26上均加工有相互配合的斜面，当步进电机19转动时，所述楔形块25沿丝杆23前后移动，所述楔形块25将对应的压套26顶起或放下，所述压套26和采样管4在楔形块25与压缩弹簧28的作用下上下移动。与三个压套26配合的楔形块25可以是一个整体，也可以是分开的三个，不做限定；并且楔形块25可以是与螺母24一体的，也可以是各自与螺母24固定相连。在所述下托块2上开有与采样管4下管口一一对应的三个气孔2a，三个所述气孔2a与抽尘机构Ⅰ的三个通道一一对应。在所述上托块3上还开有与采样管4左右并排布置的检测口3a，所述检测装置Ⅲ正对检测口3a布置，所述检测口3a的口径与采样管4下管口的口径一致。

如图2、图3和图6所示，所述滤纸架Ⅱ包括竖向的安装板1，所述安装板1位于立板16的前侧，在所述安装板1上开有正对上托块3和下托块2的让位缺口，所述采样管4和检测装置Ⅲ位于安装板1的前侧。在所述安装板1的前侧还安装有放带轮11和收带轮14，在所述安装板1上连接有机械手18，在机械手18的作用下，安装板1左右移动。所述机械手18通过安装架安装，所述安装架包括搭接在一起的底板15、背板22和左右两块侧板13。所述立板16通过支撑板12安装在安装架内，所述支撑板12和立板16均与背板22平行，并且支撑板12位于立板16与背板22之间，在所述支撑板12与立板16之间固定有连接柱21。所述机械手18安装在背板22的前侧，机械手18的输出端穿过支撑板12和立板16并与安装板1的背面固定。

如图2、图3和图7所示，所述放带轮11和收带轮14左右并排布置，在所述收带轮14上连接有驱动电机20，在所述放带轮11和收带轮14的上方均设置有左右两个导向轮10。在所述安装板1上还安装有转轴9和销轴5，所述转轴9位于放带轮11的上方，在所述转轴9的后端安装有编码器29，所述销轴5位于转轴9的右上方，在销轴5上安装有扭簧17和连接块6，在所述连接块6的左端穿设有与转轴9平行的安装轴8，在所述安装轴8上套装有压轮7，在扭簧17的作用下，所述压轮7向下压紧转轴9。

Claims (4)

1.一种β射线法三通道大气颗粒物监测仪，其特征在于：包括人机接口、抽尘机构、用于采集气流的采样装置、用于安装滤纸的滤纸架、用于压紧滤纸的压紧装置和用于检测β射线损耗的检测装置，所述滤纸架上的滤纸水平穿过压紧装置和检测装置，所述采样装置位于滤纸架上滤纸的上方，该采样装置设置有三路通道，所述抽尘机构位于滤纸架上滤纸的下方，该抽尘机构也设置有与采样装置每一通道一一对应的三路通道；所述压紧装置包括立板、下托块、上托块、步进电机、丝杆、螺母、楔形块、压套、压缩弹簧和采样管，所述立板竖向布置，在立板的正面固定有上下相对的上托块和下托块，在所述上托块与下托块之间留有间隙；在所述上托块内设有腔室，并且在上托块上竖向贯穿有三个左右并排的采样管，每一所述采样管上均固定有压套，在每一采样管上还套装有位于压套上方的压缩弹簧，所述压缩弹簧和压套均位于上托块的腔室内，在压缩弹簧的作用下，采样管的下端与下托块的顶面抵紧；在所述立板的背面固定有步进电机，在所述步进电机的输出轴上连接有伸入上托块腔室内的丝杆，在所述丝杆上套装有螺母，在所述螺母上设置有与压套对应的楔形块，在所述楔形块与压套上均加工有相互配合的斜面，当步进电机转动时，所述楔形块沿丝杆前后移动，所述压套和采样管在楔形块与压缩弹簧的作用下上下移动。

2.根据权利要求1所述的β射线法三通道大气颗粒物监测仪，其特征在于：在所述采样管与上托块的顶部之间配装有套筒，所述套筒与上托块的顶面固定，在套筒的内壁与采样管的外壁之间留有间隙。

3.根据权利要求2所述的β射线法三通道大气颗粒物监测仪，其特征在于：在所述下托块上开有与采样管下管口一一对应的三个气孔，三个所述气孔与抽尘机构的三个通道一一对应；在所述上托块上还开有与采样管左右并排布置的检测口，所述检测装置正对检测口布置，所述检测口的口径与采样管下管口的口径一致。

4.根据权利要求3所述的β射线法三通道大气颗粒物监测仪，其特征在于：所述滤纸架包括竖向的安装板，所述安装板位于立板的前侧，在所述安装板上开有正对上托块和下托块的让位缺口，所述采样管和检测装置位于安装板的前侧；在所述安装板的前侧还安装有放带轮和收带轮，在所述安装板上连接有机械手，在机械手的作用下，安装板左右移动；所述机械手通过安装架安装，所述安装架包括搭接在一起的底板、背板和左右两块侧板，所述立板通过支撑板安装在安装架内，所述支撑板和立板均与背板平行，并且支撑板位于立板与背板之间，在所述支撑板与立板之间固定有连接柱；所述机械手安装在背板的前侧，机械手的输出端穿过支撑板和立板并与安装板的背面固定；所述放带轮和收带轮左右并排布置，在所述收带轮上连接有驱动电机，在所述放带轮和收带轮的上方均设置有左右两个导向轮，在所述安装板上还安装有转轴和销轴，所述转轴位于放带轮的上方，在所述转轴的后端安装有编码器，所述销轴位于转轴的右上方，在销轴上安装有扭簧和连接块，在所述连接块的左端穿设有与转轴平行的安装轴，在所述安装轴上套装有压轮，在扭簧的作用下，所述压轮向下压紧转轴。