CN108516347A - 一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置及方法;装置包括底板以及设置在底板上的控制器，以及三个工作位和两个检测位，分别为净滤膜拾取位、采样称重位、废弃滤膜丢弃位、有取模检测位，采弃膜检测位，工作位和检测位处均设有传感器；位于净滤膜拾取位、采样称重位、废弃滤膜丢弃位处的底板上均分别开设通孔并在通孔的下方分别连接净膜桶、滤膜称重机构和弃膜桶；底板上还设有旋转臂结构及位于旋转臂上的滤膜拾取机构；本发明装置结构简单，驱动部件少，滤膜附加结构少，重量轻，适合烟尘超低排放在线自动监测使用，可以实现滤膜的自动拾取，放置，丢弃等动作，并能检测上述动作过程中滤膜状态是否正常。

Description

一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置及方法

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置及方法。

背景技术

烟尘监测的方法总的来说分重量法和非重量（等效）法。非重量（等效）法。又有射线法，光学法，静电法等多种方法。

非重量（等效）法大都具有结构简单，满足连续监测的要求等特点，但所有非重量（等效）法都具有溯源性不好的特点，难以满足监督/监管监测的要求。

滤膜称重法为国家标准分析方法，适合作为监督/监管监测。但由于目前的滤膜基本无法清洗，滤膜截获一定的烟尘后必须更换，不易实现自动连续监测。

随着超低排放的实施，烟尘浓度的准确在线监督/监管监测的需求日益迫切，由于涉及监督/监管监测，必须具有溯源性好，满足量值传递的要求，基于这些要求，首选的方法应当是基于重量法。

用重量法进行烟尘浓度测量时，一般是首先用滤膜截获烟尘，然后，对截获烟尘后滤膜称重，进而得到烟尘浓度。欲实现用重量法自动进行烟尘浓度监测，首先必须解决的问题就是滤膜的自动更换，即可以在滤膜截获烟尘接近饱和后，自动丢弃废膜，更换新模。

关于滤膜的自动更换，也有一些专利涉及。中国发明专利《一种滤膜自动更换装置》公开了一种滤膜的自动更换的方法，该专利记载一种采用滚珠丝杠推动滤膜匣的方法。但该专利并未描述清楚滤膜匣的结构，未记载如何推动滤膜匣，滤膜匣到位如何检测，用完的滤膜匣如何处置。

中国发明专利《基于工位设计方式的空气颗粒物自动换膜采样器装置》公开了一种用于大气采样的采样器及滤膜的自动更换的方法，该专利将滤膜封装于一个有一定强度的滤膜夹套中，然后置于滤膜桶，然后采用机械手夹持滤膜夹，并将其输送至采样部位。

中国发明专利《空气颗粒物采样自动换膜装置及安装有该装置的采样器》公开了一种用于大气采样的采样器及滤膜的自动更换的方法，该专利将滤膜封装于一个夹套中,然后将滤膜夹套置于滤膜夹仓，滤膜夹仓包括中心轴，中心轴上套装有多个滤膜夹托盘，直线导轨构成的滤膜夹仓升降机构将滤膜夹托盘提升至指定位置，然后通过齿轮啮合的水平旋转机构，将滤膜夹托盘送至采样位。该专利一是采用了滤膜夹、滤膜夹托盘，二是采用了垂直提升，水平旋转的方式将滤膜夹托盘送至采样位置。

上述现有技术中，虽然有通过机械结构完成的滤膜自动更换装置。但存在的问题包括：均是用于大气颗粒物采样；大多是用于连续采样，离线称重；为考虑滤膜夹（套）等滤膜附属物对称重的影响；均采用了结构较大的滤膜夹（套），几何尺寸较大，附加重量大，存储的滤膜较少；驱动部件多，结构复杂；大多未考虑在线称重的要求。

发明内容

本发明为解决基于重量法进行烟尘浓度在线自动测量时现有的滤膜的自动更换装置驱动部件多、结构复杂同时不能满足连续采样、在线称重的需要，提供一种基于重量法进行烟尘浓度在线自动测量时的用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置，包括底板以及设置在底板上的控制器，所述底板上设置有呈三角形排列的三个工作位分别为净滤膜拾取位、采样称重位、废弃滤膜丢弃位；所述净滤膜拾取位和采样称重位之间还设置有取模检测位，采样称重位与废弃滤膜丢弃位之间还设置有弃膜检测位；位于净滤膜拾取位、采样称重位、废弃滤膜丢弃位处的底板上均分别开设通孔并在通孔的下方分别连接净膜桶、滤膜称重机构和弃膜桶；位于净滤膜拾取位、取模检测位、采样称重位、弃膜检测位、废弃滤膜丢弃位处的底板上均分别开设有定位槽并在定位槽的边缘处分别设置第一传感器, 第二传感器, 第三传感器, 第四传感器, 第五传感器；

所述底板上还设置有可在水平面内转动的旋转臂，所述旋转臂包括旋转前臂和旋转后臂，旋转后臂的一端通过法兰连接有位于底板下方的电机，所述电机的转轴的顶端伸出底板并在该端部与旋转后臂的一端通过法兰连接，旋转后臂的另一端通过铰链与旋转前臂的一端连接，旋转前臂的另一端连接有支架，支架的端部转动连接有中心轴线水平设置的轴承，所述旋转后臂与电机连接的一端位于净滤膜拾取位和废弃滤膜丢弃位中间；位于净膜桶上方的旋转前臂上设置有滤膜拾取机构，滤膜拾取机构包括滤膜吸嘴和竖直设置的可伸缩的导管组件，位于滤膜拾取机构处的旋转前臂上开有通孔，可伸缩的导管组件穿过旋转前臂上的通孔并在导管组件的底端连接滤膜吸嘴，所述滤膜拾取机构与轴承之间的旋转前臂上还设置有红外发射器；

第二传感器与法兰的连线上且与旋转前臂旋转经过时与发射器相对应的底板上设置有第一接收器，第四传感器与法兰的连线上且与旋转前臂旋转经过时与发射器相对应的底板上设置有第二接收器；

所述净膜桶的下方设置有滤膜顶升电机，滤膜顶升电机连接滤膜提升丝杠，滤膜提升丝杠的一端由净膜桶的底部伸入至净膜桶内并在该端部连接有水平设置的滤膜托板，滤膜提升丝杠的另一端连接滤膜提升丝杠电机，滤膜托板上放置有若干层滤膜；

所述第一传感器, 第二传感器, 第三传感器, 第四传感器, 第五传感器，滤膜称重机构、红外发射器、第一接收器、第二接收器、滤膜拾取机构均与控制器连接。

工作原理为：净滤膜拾取位是由旋转臂及滤膜拾取机构配合完成取模。采样称重位是由滤膜称重机构实现滤膜的称重。

滤膜输送时，旋转前臂在旋转过程中，可以围绕铰链做小幅度上下运动，通过每一个工作位置或检测位置时，传感器检测到旋转臂通过，将信号送至控制器。底板上有定位槽，旋转臂通过时，轴承落入定位槽，旋转前臂下降。旋转臂离开定位槽时，轴承脱离定位槽，旋转前臂上升。通过旋转前臂的上升、下降，确保由吸嘴拾取到的滤膜可以正常运动。滤膜拾取机构。

取模检测位和弃膜检测位用于检测滤膜拾取是否正常。第二传感器或第四传感器给出到位信号，由固定于旋转前臂上的发射器与固定在底板上的第一接收器或第二接收器配合完成滤膜拾取是否正常的信号，滤膜拾取正常时，由于滤膜的遮挡，第一接收器或第二接收器收不到发射器发射的信号，滤膜拾取不正常时，由于没有滤膜的遮挡，接收器或第二接收器可以收到发射器发射的信号。第一接收器的输出信号送控制器，用于控制器做出重新取滤膜的决策。

进一步的，所述滤膜拾取机构包括固定在旋转前臂上的吸嘴提升支架，所述吸嘴提升支架包括相互垂直连接的横架和竖架；位于滤膜拾取机构处的旋转前臂上的通孔的周圈固定连接有竖直设置的导管套；可伸缩的导管组件包括吸嘴导管，吸嘴导管的顶部穿过固定在旋转前臂上的导管套后连接控制气路，所述控制气路包括通过管道与吸嘴导管连接的吸吹两用微型泵和用于控制微型泵工作的负压开关；与吸嘴导管相对应的吸嘴提升支架的横架上开设有用于吸嘴导管穿过的通孔，吸嘴导管与吸嘴提升支架的横架之间通过压紧弹簧连接，压紧弹簧套设在吸嘴导管上，压紧弹簧的一端连接在吸嘴导管的外侧壁上，另一端连接在吸嘴提升支架横架上的通孔周边；位于旋转前臂上方的吸嘴导管的外侧壁连接有一根向上倾斜设置的提升衔铁，提升衔铁远离吸嘴导管的一端穿过吸嘴提升支架的竖架并以与竖架接触的地方为支点，提升衔铁远离吸嘴导管的一端的下部设置有固定于旋转前臂上的提升电磁铁；吸嘴导管的外侧壁上还连接有翼翅，靠近吸嘴导管的吸嘴提升支架上还连接有顶升检测机构；所述顶升检测机构、负压开关、提升电磁铁均与控制器连接。

进一步的，所述滤膜吸嘴呈漏斗状，所述滤膜采用圆形玻璃纤维滤膜，所述滤膜的中间还加装有圆形的聚四氟乙烯封堵片，封堵片的半径不大于滤膜半径的四分之一且大于滤膜吸嘴的半径，封堵片的重量不超过1克。

进一步的，所述滤膜吸嘴呈漏斗状，所述滤膜采用圆形玻璃纤维滤膜，滤膜的外表面套设有网状的滤膜夹，所述滤膜夹厚度一般小于0.5mm，附加重量不超过1克。

上述两种方式所使用的滤膜附加结构少，重量轻，适合烟尘超低排放在线自动监测使用。

本发明的另一目的，提供一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送方法，采用上述的用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置来实现，包括以下步骤：

当滤膜可继续使用时，装置不动作，滤膜在采样称重位反复采样称重；

当滤膜需要更换时，工作位及检测位的循环是：采样称重位--弃膜检测位--废弃滤膜丢弃位--净滤膜拾取位--取模检测位--采样称重位；

a、需要更换滤膜时，控制器控制电机转动旋转臂，当旋转臂通过第三传感器时，旋转前臂的轴承落入底板对应的采样称重位的定位槽，传感器检测到旋转臂通过的信号并送控制器；控制器发出电机停止信号，同时启动滤膜拾取机构，在吸嘴处产生吸力；吸嘴接触滤膜，滤膜拾取机构给出已接触滤膜信号，控制器向滤膜拾取机构发出吸嘴提升信号，滤膜拾取机构带动吸嘴和吸于吸嘴上的滤膜提升，然后，控制器控制电机顺时针旋转；

b、当旋转臂通过第四传感器时，第四传感器检测到旋转臂通过的信号并送控制器，此时，控制器检测弃膜检测位第二接收器信号是否正常；其过程是：由固定于旋转前臂上的发射器发射信号，废弃滤膜拾取正常时，由于滤膜的遮挡，第二接收器收不到发射器发射的信号，滤膜拾取不正常时，由于没有滤膜的遮挡，第二接收器可以收到发射器发射的信号，第二接收器的输出信号送控制器，若取模不正常，则控制器会控制相应机构再次完成取模动作，若拾取废弃滤膜正常，电机驱动旋转臂继续顺时针旋转；

c、当旋转臂通过第五传感器时，旋转前臂上的轴承落入底板对应废弃滤膜丢弃位的的定位槽，第五传感器检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器收到第五传感器给出的到位信号后，滤膜拾取机构控制吸嘴变吸为吹；同时，控制器向滤膜拾取机构发出吸嘴下降信号，滤膜与吸嘴分离后，落入弃膜桶，弃膜完成后，控制器控制旋转臂开始逆时针旋转，通过弃膜检测位使弃膜检测第二接收器再次判断弃膜是否完成，若未完成，则反复进行弃膜动作；若丢弃滤膜正常，电机驱动旋转臂继续逆时针旋转；

d、当旋转臂通过第一传感器时，旋转前臂上的轴承落入底板对应净滤膜拾取位I的定位槽，第一传感器检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器收到第一传感器给出的到位信号后，控制器发出电机停止信号，同时滤膜拾取机构，在吸嘴处产生吸力，滤膜拾取正常后，控制器首先向滤膜拾取机构发出吸嘴提升信号，带动吸嘴、和吸于吸嘴上的滤膜提升，然后，控制器控制旋转臂电机顺时针旋转。

e、当旋转臂通过第二传感器时，第二传感器检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器检测取模检测位的第一接收器信号是否正常；其过程是：由固定于旋转前臂上的发射器发射信号，净滤膜拾取正常时，由于滤膜的遮挡，第一接收器收不到发射器发射的信号，滤膜拾取不正常时，由于没有滤膜的遮挡，第一接收器可以收到发射器发射的信号；第一接收器的输出信号送控制器，若取模不正常，则控制器会控制相应机构再次完成取模动作，若拾取净滤膜正常，电机驱动旋转臂继续顺时针旋转送至采样称重位处的滤膜称重机构进行称重；当采样称重位处的滤膜需要更换时，重复上述a、b、c、d、e的步骤循环往复。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明装置结构简单，驱动部件少，滤膜附加结构少，重量轻，适合烟尘超低排放在线自动监测使用，可以实现滤膜的自动拾取，放置，丢弃等动作，并能检测上述动作过程中滤膜状态是否正常。本发明可以作为超低排放重量法烟尘测量系统中的一个部件使用，满足基于重量法进行烟尘浓度检测时滤膜需要定时更换的要求，可以方便的实现滤膜的自动拾放与输送，参与系统完成烟气抽取，烟气流速测量，烟气加热，烟气流量控制，烟气含湿量测量，烟气氧量测量等工作。

附图说明

图1为本发明用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置的俯视图。

图2为本发明用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置的主视图。

图3为本发明测控硬件结构框图。

图4为本发明主要检测、控制功能流程图。

图5为吸嘴吸取滤膜示意图。

图6为吸嘴没有吸取滤膜示意图。

图7为滤膜加聚四氟乙烯封堵片示意图。

图8为滤膜所加的滤膜夹的结构示意图。

图中标记如下：

1-底板，2-旋转后臂，3-电机，4-法兰，5-铰链，6-旋转前臂，7-导管套，8-吸嘴，9-红外发射器，10-净膜桶，11-支架，12-轴承，13-弃膜桶，14-第一传感器，15-第一接收器，16-第二传感器，17-滤膜称重机构，18-第三传感器，19-第四传感器，20-第二接收器，21-第五传感器，22-吸嘴提升支架，23-顶升检测机构，24-提升电磁铁，25-滤膜顶升电机， 26-滤膜。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1所示，一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置，包括底板1以及设置在底板1上的控制器，所述底板1上设置有呈三角形排列的三个工作位分别为净滤膜拾取位、采样称重位、废弃滤膜丢弃位；所述净滤膜拾取位和采样称重位之间还设置有取模检测位，采样称重位与废弃滤膜丢弃位之间还设置有弃膜检测位；位于净滤膜拾取位、采样称重位、废弃滤膜丢弃位处的底板1上均分别开设通孔并在通孔的下方分别连接净膜桶10、滤膜称重机构17和弃膜桶13；位于净滤膜拾取位、取模检测位、采样称重位、弃膜检测位、废弃滤膜丢弃位处的底板1上均分别开设有定位槽并在定位槽的边缘处分别设置第一传感器14, 第二传感器16, 第三传感器18, 第四传感器19, 第五传感器21；

所述底板1上还设置有可在水平面内转动的旋转臂，所述旋转臂包括旋转前臂6和旋转后臂2，旋转后臂2的一端通过法兰4连接有位于底板1下方的电机3，所述电机3的转轴的顶端伸出底板1并在该端部与旋转后臂2的一端通过法兰4连接，旋转后臂2的另一端通过铰链5与旋转前臂6的一端连接，旋转前臂6的另一端连接有支架11，支架11的端部转动连接有中心轴线水平设置的轴承12，所述旋转后臂2与电机3连接的一端位于净滤膜拾取位和废弃滤膜丢弃位中间；位于净膜桶10上方的旋转前臂6上设置有滤膜拾取机构，滤膜拾取机构包括滤膜吸嘴8和竖直设置的可伸缩的导管组件，位于滤膜拾取机构处的旋转前臂6上开有通孔，可伸缩的导管组件穿过旋转前臂6上的通孔并在导管组件的底端连接滤膜吸嘴8，所述滤膜拾取机构与轴承12之间的旋转前臂6上还设置有红外发射器9；

所述支架11的侧面中部开设有凹槽，旋转前臂6不与旋转后臂2连接的一端伸入支架11的凹槽内部并固定，与凹槽相对的另一侧的支架11上还固定连接有中心轴，所述轴承12的内圈固定套设在中心轴上，所述轴承12外圈相对于内圈转动，使得轴承12可在底板1上转动。

第二传感器16与法兰4的连线上且与旋转前臂6旋转经过时与红外发射器9相对应的底板1上设置有第一接收器15，第四传感器19与法兰4的连线上且与旋转前臂6旋转经过时与红外发射器9相对应的底板1上设置有第二接收器20；

所述净膜桶10的下方设置有滤膜顶升电机25，滤膜顶升电机25连接滤膜提升丝杠，滤膜提升丝杠的一端由净膜桶10的底部伸入至净膜桶10内并在该端部连接有水平设置的滤膜托板，滤膜提升丝杠的另一端连接滤膜提升丝杠电机，滤膜托板上放置有若干层滤膜26；

所述第一传感器14, 第二传感器16, 第三传感器18, 第四传感器19, 第五传感器21，滤膜称重机构17、红外发射器9、第一接收器15、第二接收器20、滤膜拾取机构均与控制器连接。

进一步的，所述滤膜拾取机构包括固定在旋转前臂6上的吸嘴提升支架22，所述吸嘴提升支架22包括相互垂直连接的横架和竖架；位于滤膜拾取机构处的旋转前臂6上的通孔的周圈固定连接有竖直设置的导管套7；可伸缩的导管组件包括吸嘴导管，吸嘴导管的顶部穿过固定在旋转前臂6上的导管套7后连接控制气路，所述控制气路包括通过管道与吸嘴导管连接的吸吹两用微型泵和用于控制微型泵工作的负压开关；与吸嘴导管相对应的吸嘴提升支架22的横架上开设有用于吸嘴导管穿过的通孔，吸嘴导管与吸嘴提升支架22的横架之间通过压紧弹簧连接，压紧弹簧套设在吸嘴导管上，压紧弹簧的一端连接在吸嘴导管的外侧壁上，另一端连接在吸嘴提升支架横架上的通孔周边；位于旋转前臂6上方的吸嘴导管的外侧壁连接有一根向上倾斜设置的提升衔铁，提升衔铁远离吸嘴导管的一端穿过吸嘴提升支架22的竖架并以与竖架接触的地方为支点，提升衔铁远离吸嘴导管的一端的下部设置有固定于旋转前臂6上的提升电磁铁24；吸嘴导管的外侧壁上还连接有翼翅，靠近吸嘴导管的吸嘴提升支架22上还连接有顶升检测机构23；所述顶升检测机构23、负压开关、提升电磁铁24均与控制器连接。

上述滤膜拾取机构滤膜顶升到位与否采用了机电、负压两种方式，机电方式为：滤膜顶升时，随着滤膜的升高，最上层的滤膜与吸嘴接触，这时，继续顶升，滤膜托板，滤膜26，滤膜吸嘴8，滤膜吸嘴导管同时上升。当固定于吸嘴导管上的翼翅接近或通过滤膜顶升到位传感器时，滤膜顶升到位传感器向控制器发出顶升到位信号。负压方式：控制器控制微型泵按吸（真空）方式工作，在滤膜吸嘴未接触滤膜或真空故障时，管路内负压不大，负压开关处于断开状态，滤膜吸嘴与滤膜桶中最上层滤膜接触后，吸嘴被堵住，管路中的负压升高，负压开关导通。两种滤膜顶升到位与否的信号在控制器内采用与逻辑方式处理，即只有两个信号都存在时，控制器向滤膜顶升电机25发出停止信号，顶升停止。

滤膜顶升电机25停止后，控制器控制提升电磁铁24得电，产生吸力，提升衔铁靠近电磁铁端被吸引，提升衔铁远离电磁铁一端向上运动，带动滤膜，滤膜吸嘴8，滤膜吸嘴导管再上升一端距离，滤膜桶中最上层的滤膜与其他滤膜分离。

净膜桶10为方形结构，下部装有滤膜顶升电机25，净膜桶10内装有滤膜托板。滤膜顶升电机25可采用直流电机，步进电机等，无论什么类型的电机，需通过一定的机构转化为滤膜托板的上下运动。滤膜托板的运动速度没有严格要求，只要能控制到最小运动可控距离0.1mm以下即可。由于滤膜26较轻，电机经过了减速，对电机的功率也没有严格要求。本实施例采用42BY型丝杠步进电机。

滤膜26采用圆形玻璃纤维滤膜，通过中间加装聚四氟乙烯封堵片的方式使得被吸部分不漏气，也可采用不锈钢薄带制成滤膜夹（比如用0.1mm316制成）。无论哪种方式，滤膜加封堵或滤膜夹的厚度一般小于0.5mm，因此净滤膜盒高度50mm就可放置100张滤膜。滤膜封堵及不锈钢夹示意如图7和图8所示。

旋转臂由旋转前臂6和旋转后臂2组成，旋转前臂6和旋转后臂2通过铰链5连接。转后臂2通过法兰4与电机3连接，电机3为减速直流电气，控制器可控制该电机正反转，电机输出轴的转速为15转/f分。旋转前臂6上固定有滤膜吸嘴8和滤膜顶升检测机构，旋转前臂6前端固定有支架1及轴承12。轴承12的作用一是降低旋转臂运动的阻力，二是与底板1上相应的定位槽配合，完成旋转前臂6隔距需要做上下小幅度的运动。支架1上嵌入了磁钢，配合固定在三个工作位，两个检测位上的霍尔传感器（14,16.18,19,21）监测旋转臂的到位与否。

旋转前臂6上还固定了红外发射器9，红外发射器9与与固定在底版上的接收器完成净滤膜及废弃滤膜拾取是否正常。滤膜拾取正常时，由于滤膜的遮挡，接收器收不到红外发射器9发射的信号，滤膜拾取不正常时，由于没有滤膜的遮挡，接收器15可以收到红外发射器9发射的信号。这里采用了红外发射管与红外接收管作为发射、接受装置。发射接受装置结构示意如图5所示。

主控制器及检测、控制功能流程图如图4所示。主控制器可以是是嵌入式处理器构成的专用控制装置，也可以是PLC，工控机等其他控制装置。这里采用了以STM32为核心的嵌入式结构，作为超低排放重量法烟尘测量系统中的一个部件使用，与系统主控制器的通讯采用了RS485接口。通讯协议采用了MODFBUS，控制器可以接受系统的命令完成滤膜的自动更换，也可以把换膜完成，有无滤膜，故障情况等本装置的信息发送至系统主控制器。

采样及称重装置为一套相对独立的装置，净滤膜放入后可以自主反复进行采样-称重，直至滤膜满足一定的废弃条件，滤膜废弃的条件可以是滤膜前后的压差，也可以是承载的尘量、也可以是与预先设定的工作时间。

一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送方法，采用上述的用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置来实现，包括以下步骤：

当滤膜26可继续使用时，装置不动作，滤膜在采样称重位反复采样称重；

当滤膜26需要更换时，工作位及检测位的循环是：采样称重位--弃膜检测位--废弃滤膜丢弃位--净滤膜拾取位--取模检测位--采样称重位；

a、需要更换滤膜时，控制器控制电机3转动旋转臂，当旋转臂通过第三传感器18时，旋转前臂6的轴承12落入底板1对应的采样称重位的定位槽，传感器18检测到旋转臂通过的信号并送控制器；控制器发出电机3停止信号，同时启动滤膜拾取机构，在吸嘴8处产生吸力；吸嘴8接触滤膜，滤膜拾取机构22给出已接触滤膜信号，控制器向滤膜拾取机构发出吸嘴8提升信号，滤膜拾取机构带动吸嘴8和吸于吸嘴上的滤膜26提升，然后，控制器控制电机3顺时针旋转；

b、当旋转臂通过第四传感器19时，第四传感器19检测到旋转臂通过的信号并送控制器，此时，控制器检测弃膜检测位第二接收器20信号是否正常；其过程是：由固定于旋转前臂6上的红外发射器9发射信号，废弃滤膜拾取正常时，由于滤膜的遮挡，第二接收器20收不到红外发射器9发射的信号，滤膜拾取不正常时，由于没有滤膜的遮挡，第二接收器20可以收到红外发射器9发射的信号，第二接收器20的输出信号送控制器，若取模不正常，则控制器会控制相应机构再次完成取模动作，若拾取废弃滤膜正常，电机3驱动旋转臂继续顺时针旋转；

c、当旋转臂通过第五传感器21时，旋转前臂6上的轴承12落入底板1对应废弃滤膜丢弃位的的定位槽，第五传感器21检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器收到第五传感器21给出的到位信号后，滤膜拾取机构控制吸嘴8变吸为吹；同时，控制器向滤膜拾取机构发出吸嘴8下降信号，滤膜26与吸嘴8分离后，落入弃膜桶13，弃膜完成后，控制器控制旋转臂开始逆时针旋转，通过弃膜检测位使弃膜检测第二接收器20再次判断弃膜是否完成，若未完成，则反复进行弃膜动作；若丢弃滤膜正常，电机3驱动旋转臂继续逆时针旋转；

d、当旋转臂通过第一传感器14时，旋转前臂6上的轴承12落入底板1对应净滤膜拾取位I的定位槽，第一传感器14检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器收到第一传感器14给出的到位信号后，控制器发出电机3停止信号，同时滤膜拾取机构，在吸嘴8处产生吸力，滤膜26拾取正常后，控制器首先向滤膜拾取机构发出吸嘴8提升信号，带动吸嘴8、和吸于吸嘴8上的滤膜26提升，然后，控制器控制旋转臂电机3顺时针旋转。

e、当旋转臂通过第二传感器16时，第二传感器16检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器检测取模检测位的第一接收器15信号是否正常；其过程是：由固定于旋转前臂6上的红外发射器9发射信号，净滤膜拾取正常时，由于滤膜26的遮挡，第一接收器15收不到红外发射器9发射的信号，滤膜拾取不正常时，由于没有滤膜的遮挡，第一接收器15可以收到红外发射器9发射的信号；第一接收器15的输出信号送控制器，若取模不正常，则控制器会控制相应机构再次完成取模动作，若拾取净滤膜正常，电机3驱动旋转臂继续顺时针旋转送至采样称重位处的滤膜称重机构17进行称重；当采样称重位处的滤膜26需要更换时，重复上述a、b、c、d、e的步骤循环往复。

Claims (5)

1.一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置，其特征在于，包括底板（1）以及设置在底板（1）上的控制器，所述底板（1）上设置有呈三角形排列的三个工作位，分别为净滤膜拾取位、采样称重位、废弃滤膜丢弃位；所述净滤膜拾取位和采样称重位之间还设置有取模检测位，采样称重位与废弃滤膜丢弃位之间还设置有弃膜检测位；位于净滤膜拾取位、采样称重位、废弃滤膜丢弃位处的底板（1）上均分别开设通孔并在通孔的下方分别连接净膜桶（10）、滤膜称重机构（17）和弃膜桶（13）；位于净滤膜拾取位、取模检测位、采样称重位、弃膜检测位、废弃滤膜丢弃位处的底板（1）上均分别开设有定位槽并在定位槽的边缘处分别设置第一传感器（14）, 第二传感器（16）, 第三传感器（18）, 第四传感器（19）, 第五传感器（21）；

所述底板（1）上还设置有可在水平面内转动的旋转臂，所述旋转臂包括旋转前臂（6）和旋转后臂（2），旋转后臂（2）的一端通过法兰（4）连接有位于底板（1）下方的电机（3），所述电机（3）的转轴的顶端伸出底板（1）并在该端部与旋转后臂（2）的一端通过法兰（4）连接，旋转后臂（2）的另一端通过铰链（5）与旋转前臂（6）的一端连接，旋转前臂（6）的另一端连接有支架（11），支架（11）的端部转动连接有中心轴线水平设置的轴承（12），所述旋转后臂（2）与电机（3）连接的一端位于净滤膜拾取位和废弃滤膜丢弃位中间；位于净膜桶（10）上方的旋转前臂（6）上设置有滤膜拾取机构，滤膜拾取机构包括滤膜吸嘴（8）和竖直设置的可伸缩的导管组件，位于滤膜拾取机构处的旋转前臂（6）上开有通孔，可伸缩的导管组件穿过旋转前臂（6）上的通孔并在导管组件的底端连接滤膜吸嘴（8），所述滤膜拾取机构与轴承（12）之间的旋转前臂（6）上还设置有红外发射器（9）；

第二传感器（16）与法兰（4）的连线上且与旋转前臂（6）旋转经过时与红外发射器（9）相对应的底板（1）上设置有第一接收器（15），第四传感器（19）与法兰（4）的连线上且与旋转前臂（6）旋转经过时与红外发射器（9）相对应的底板（1）上设置有第二接收器（20）；

所述净膜桶（10）的下方设置有滤膜顶升电机（25），滤膜顶升电机（25）连接滤膜提升丝杠，滤膜提升丝杠的一端由净膜桶（10）的底部伸入至净膜桶（10）内并在该端部连接有水平设置的滤膜托板，滤膜提升丝杠的另一端连接滤膜提升丝杠电机，滤膜托板上放置有若干层滤膜（26）；

所述第一传感器（14）, 第二传感器（16）, 第三传感器（18）, 第四传感器（19）, 第五传感器（21），滤膜称重机构（17）、红外发射器（9）、第一接收器（15）、第二接收器（20）、滤膜拾取机构均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置，其特征在于，所述滤膜拾取机构还包括固定在旋转前臂（6）上的吸嘴提升支架（22），所述吸嘴提升支架（22）包括相互垂直连接的横架和竖架；位于滤膜拾取机构处的旋转前臂（6）上的通孔的周圈固定连接有竖直设置的导管套（7）；可伸缩的导管组件包括吸嘴导管，吸嘴导管的顶部穿过固定在旋转前臂（6）上的导管套（7）后连接控制气路，所述控制气路包括通过管道与吸嘴导管连接的吸吹两用微型泵和用于控制微型泵工作的负压开关；与吸嘴导管相对应的吸嘴提升支架（22）的横架上开设有用于吸嘴导管穿过的通孔，吸嘴导管与吸嘴提升支架（22）的横架之间通过压紧弹簧连接，压紧弹簧套设在吸嘴导管上，压紧弹簧的一端连接在吸嘴导管的外侧壁上，另一端连接在吸嘴提升支架横架上的通孔周边；位于旋转前臂（6）上方的吸嘴导管的外侧壁连接有一根向上倾斜设置的提升衔铁，提升衔铁远离吸嘴导管的一端穿过吸嘴提升支架（22）的竖架并以与竖架接触的地方为支点，提升衔铁远离吸嘴导管的一端的下部设置有固定于旋转前臂（6）上的提升电磁铁（24）；吸嘴导管的外侧壁上还连接有翼翅，靠近吸嘴导管的吸嘴提升支架（22）上还连接有顶升检测机构（23）；所述顶升检测机构（23）、负压开关、提升电磁铁（24）均与控制器连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置，其特征在于，所述滤膜吸嘴（8）呈漏斗状，所述滤膜（26）采用圆形玻璃纤维滤膜，所述滤膜（26）的中间还加装有圆形的聚四氟乙烯封堵片，封堵片的半径不大于滤膜（26）半径的四分之一且大于滤膜吸嘴（8）的半径，封堵片的重量不超过（1）克。

4.根据权利要求1或2所述的一种烟尘采样滤膜的自动分离、拾取装置，其特征在于，所述滤膜吸嘴（8）呈漏斗状，所述滤膜（26）采用圆形玻璃纤维滤膜，滤膜（26）的外表面套设有网状的滤膜夹，所述滤膜夹厚度一般小于0.5mm，附加重量不超过1克。

5.一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送方法，采用如权利要求1所述的一种用于烟尘称重的滤膜自动拾放、输送装置来实现，其特征在于，包括以下步骤：

当滤膜（26）可继续使用时，装置不动作，滤膜在采样称重位反复采样称重；

当滤膜（26）需要更换时，工作位及检测位的循环是：采样称重位--弃膜检测位--废弃滤膜丢弃位--净滤膜拾取位--取模检测位--采样称重位；

a、需要更换滤膜时，控制器控制电机（3）转动旋转臂，当旋转臂通过第三传感器（18）时，旋转前臂（6）的轴承（12）落入底板（1）对应的采样称重位的定位槽，传感器（18）检测到旋转臂通过的信号并送控制器；控制器发出电机（3）停止信号，同时启动滤膜拾取机构，在吸嘴（8）处产生吸力；吸嘴（8）接触滤膜，滤膜拾取机构（22）给出已接触滤膜信号，控制器向滤膜拾取机构发出吸嘴（8）提升信号，滤膜拾取机构带动吸嘴（8）和吸于吸嘴上的滤膜（26）提升，然后，控制器控制电机（3）顺时针旋转；

b、当旋转臂通过第四传感器（19）时，第四传感器（19）检测到旋转臂通过的信号并送控制器，此时，控制器检测弃膜检测位第二接收器（20）信号是否正常；其过程是：由固定于旋转前臂（6）上的红外发射器（9）发射信号，废弃滤膜拾取正常时，由于滤膜的遮挡，第二接收器（20）收不到红外发射器（9）发射的信号；滤膜拾取不正常时，由于没有滤膜的遮挡，第二接收器（20）可以收到红外发射器（9）发射的信号，第二接收器（20）的输出信号送控制器，若取模不正常，则控制器会控制相应机构再次完成取模动作，若拾取废弃滤膜正常，电机（3）驱动旋转臂继续顺时针旋转；

c、当旋转臂通过第五传感器（21）时，旋转前臂（6）上的轴承（12）落入底板（1）对应废弃滤膜丢弃位的定位槽，第五传感器（21）检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器收到第五传感器（21）给出的到位信号后，滤膜拾取机构控制吸嘴（8）变吸为吹；同时，控制器向滤膜拾取机构发出吸嘴（8）下降信号，滤膜（26）与吸嘴（8）分离后，落入弃膜桶（13），弃膜完成后，控制器控制旋转臂开始逆时针旋转，通过弃膜检测位使弃膜检测第二接收器（20）再次判断弃膜是否完成，若未完成，则反复进行弃膜动作；若丢弃滤膜正常，电机（3）驱动旋转臂继续逆时针旋转；

d、当旋转臂通过第一传感器（14）时，旋转前臂（6）上的轴承（12）落入底板（1）对应净滤膜拾取位I的定位槽，第一传感器（14）检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器收到第一传感器（14）给出的到位信号后，控制器发出电机（3）停止信号，同时滤膜拾取机构，在吸嘴（8）处产生吸力，滤膜（26）拾取正常后，控制器首先向滤膜拾取机构发出吸嘴（8）提升信号，带动吸嘴（8）、和吸于吸嘴（8）上的滤膜（26）提升，然后，控制器控制旋转臂电机（3）顺时针旋转；

e、当旋转臂通过第二传感器（16）时，第二传感器（16）检测到旋转臂通过的信号并送控制器，控制器检测取模检测位的第一接收器（15）信号是否正常；其过程是：由固定于旋转前臂（6）上的红外发射器（9）发射信号，净滤膜拾取正常时，由于滤膜（26）的遮挡，第一接收器（15）收不到红外发射器（9）发射的信号，滤膜拾取不正常时，由于没有滤膜的遮挡，第一接收器（15）可以收到红外发射器（9）发射的信号；第一接收器（15）的输出信号送控制器，若取模不正常，则控制器会控制相应机构再次完成取模动作，若拾取净滤膜正常，电机（3）驱动旋转臂继续顺时针旋转送至采样称重位处的滤膜称重机构（17）进行称重；当采样称重位处的滤膜（26）需要更换时，重复上述a、b、c、d、e的步骤循环往复。