CN108844848B - 一种工作场所中空气粉尘检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工作场所中空气粉尘检测方法，包括如下步骤：①粉尘采样器的架设，②采样后通过粉尘采样器获得采样时间t以及采样流量Q，并通过称重器称量采样后滤膜重量为m₁'，水箱重量为m₂'，再计算粉尘质量M＝(m₁'+m₂')‑(m₁+m₂)；③计算粉尘浓度，计算公式为：粉尘浓度C＝M/Qt×1000。本发明采用吹风机并利用根据伯努利定律关于流体速度快的地方压强小的特点抽取空气，如此外界的空气几乎不经过吹风机，使得吹风机的上面难以有粉尘堆积，有效降低维护成本。另外，空气中经过水箱过滤才能排到外界，一方面排到外界的空气不会掺杂灰尘，进而不会对外界造成二次污染，另一方面未附在滤膜上的粉尘可以通过水箱进行再称量，提高检测精度。

Description

一种工作场所中空气粉尘检测方法

技术领域

本发明属于职业卫生健康评价领域，尤其涉及一种工作场所中空气粉尘检测方法。

背景技术

很多例如矿区等工作产所的空气中悬浮有粉尘，粉尘浓度超过一定标准将对人体造成伤害，因此职业卫生评价中的空气粉尘检测尤为重要，检测最重要的环节是通过粉尘采样器进行粉尘采样，粉尘采样器包括有采样头、气泵、进气管和排气管，现有检测过程发现粉尘颗粒粒径不一，只会控制在一定范围内，粒径不一的粉尘颗粒漂浮位置不同，因此，一定空间内不同位置的粉尘浓度并不会完全相同，而现有的粉尘采样器通过三角支架固定，但是检测的值是一定空间内的平均粉尘浓度，检测过程需要通过人工搬运改变其方向，是采样头面对不同方位，造成转向的麻烦，另外在采用过程气体进入粉尘采样器后虽然能被滤膜过滤掉大部分粉尘，但还是残留少许粒径较小的粉尘，这些粒径较小的粉尘未经过处理直接从经过气泵的出气口从出气管排出，不仅粉尘浓度的精度受到影响，而且长久过后气泵容易堆积灰尘，造成堵塞，维护成本相对较高。

针对上述问题，本申请人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种工作场所中空气粉尘检测方法，粉尘采样器在检测过程中自动旋转的同时能上下升降，检测方位全面且省力，提高检测精度。

本发明是这样实现的：

提供一种工作场所中空气粉尘检测方法，其中，包括如下步骤：

①粉尘采样器的架设，该粉尘采样器包括控制器、外壳、采样头、滤膜、气体流量计、吹风机、第一气管、第二气管、第三气管以及水箱，所述水箱可拆装设在外壳内，第三气管的两端分别连通吹风机和水箱并且吹风机的风向为朝水箱吹，所述采样头通过第一气管接入气体流量计的入口，所述第二气管的一端连通气体流量计的出口，第二气管的另一端与第三气管连通并且第二气管连接在吹风机和水箱之间，并在采样前通过称重器称得滤膜重量为m1，水箱的重量为m2；

②采样后通过粉尘采样器获得采样时间t以及采样流量Q，并通过称重器称量采样后滤膜重量为m1'，水箱重量为m2'，再计算粉尘质量M＝(m1'+m2')-(m1+m2)；

③计算粉尘浓度，计算公式为：粉尘浓度C＝M/Qt×1000，其中定义C为粉尘浓度。

进一步地，所述水箱还设有通气口，该通气口上设置单向排气阀。

进一步地，所述水箱与第三气管的连通口设有单向排气阀，水箱还设有进水口和出水口。

进一步地，步骤①通过三角支架将粉尘采样器架设在测尘点，该三角支架包括支架本体、转动电机、转动轴、升降齿排、连接杆以及旋转机构，所述转动轴横向转动卡设在支架本体上，所述转动电机驱动转动轴转动，转动电机表面环设齿轮圈，齿轮圈与所述升降齿排啮合连接并且升降齿排的上端与连接杆的下端连接，所述粉尘采样器的底部设有环形滑槽，连接杆的上端嵌设在环形滑槽内；所述转动电机驱动所述旋转机构转动并且旋转机构驱动粉尘采样器在竖向上转动。

进一步地，所述旋转机构包括螺旋凸纹、圆柱形转动块以及转动升降柱，所述螺旋凸纹环设在转动轴上以形成螺旋状凹槽，所述圆柱形转动块设在螺旋状凹槽内并且圆柱形转动块抵顶螺旋凸纹，所述转动升降柱的下端与圆柱形转动块固定连接并且靠近下端的位置与支架本体转动卡接，转动升降柱的上端与粉尘采样器转动卡接。

进一步地，所述旋转机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮以及转动升降柱，所述第一锥齿轮与转动轴连接，所述转动升降柱的下端套设第二锥齿轮并且靠近下端的位置与支架本体转动卡接，转动升降柱的上端与粉尘采样器转动卡接，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合连接。

采用上述技术方案后，本发明涉及一种工作场所中空气粉尘检测方法，包括如下步骤，有益效果在于，本发明采用吹风机并利用根据伯努利定律关于流体速度快的地方压强小的特点抽取空气，如此外界的空气几乎不经过吹风机，使得吹风机的上面难以有粉尘堆积，有效降低维护成本。另外，空气中经过水箱过滤才能排到外界，一方面排到外界的空气不会掺杂灰尘，进而不会对外界造成二次污染，另一方面未附在滤膜上的粉尘可以通过水箱进行再称量，提高检测精度。

附图说明

图1为本发明的工艺流程框图；

图2为本发明的粉尘采样器和三角支架连接示意图；

图3为本发明的转动轴和圆柱形转动块的俯视图；

图4为本发明的转动升降柱和转动轴的连接示意图；

图5为本发明的粉尘采样器结构示意图。

附图标记说明：

11、支架本体，111、环形卡槽，12、转动电机，13、转动轴，131、螺旋凸纹，132、螺旋状凹槽，14、圆柱形转动块，15、转动升降柱，151、固定卡块，152、环形卡块，16、升降齿排，17、连接杆；

21、控制器，22、外壳，221、固定卡槽，222、环形滑槽，23、采样头，24、滤膜，25、气体流量计，26、吹风机，271、第一气管，272、第二气管，273、第三气管，28、水箱。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参照图1-5所示，本发明提供一种工作场所中空气粉尘检测方法，包括如下步骤：

①粉尘采样器的架设，该粉尘采样器包括控制器21、外壳22、采样头23、滤膜24、气体流量计25、吹风机26、第一气管271、第二气管272、第三气管273以及水箱28。滤膜24通过滤膜夹(图未示)可拆装夹设在采样头23内，所述水箱28可拆装设在外壳22内，具体可采用螺纹连接，因此水箱28可快速脱离外壳22。所述水箱28可拆装设在外壳22内，第三气管273的两端分别连通吹风机26和水箱28并且吹风机26的风向为朝水箱28吹，所述采样头23通过第一气管271接入气体流量计25的入口，所述第二气管272的一端连通气体流量计25的出口，第二气管272的另一端与第三气管273连通并且第二气管272连接在吹风机26和水箱28之间，并在采样前通过称重器称得滤膜24重量为m_1，水箱28的重量为m₂；

②采样后通过粉尘采样器获得采样时间t以及采样流量Q，并通过称重器称量采样后滤膜24重量为m₁'，水箱28重量为m₂'，再计算粉尘质量M＝(m₁'+m₂')-(m₁+m₂)；

③计算粉尘浓度，计算公式为：粉尘浓度C＝M/Qt×1000，其中定义C为粉尘浓度。

采样时间t和采样流量Q能直接从粉尘采样器看到数值，只有粉尘质量M需要计算得出，在步骤①中，在采样前通过称重器称得滤膜24重量为m_1，水箱28的重量为m₂。启动粉尘采样器开始采样后，打开吹风机26，吹风机26朝水箱28吹风，加速了第三气管273的风速，根据伯努利定律关于流体速度快的地方压强小的特点，第二气管272与第三气管273连通的一端气压大大小于外界气压，使得外界气体不断进入，因此外界空气从采样头23进入并依次经过滤膜24、第一气管271、气体流量计25、第二气管272以及第三气管273，最终在吹风机26的吹动下流入水箱28，灰尘的运行轨迹也是经过滤膜24过滤，未被过滤的灰尘也随空气最终进入水箱28。在步骤③中，先通过称重器称量采样后滤膜24重量为m₁'，水箱28重量为m₂'，再计算M＝(m₁'+m₂')-(m₁+m₂)。由于灰尘最终会留在滤膜24和水箱28内，因此通过本发明的方法得出的粉尘质量M的准确度大大提升，从而提升粉尘浓度的检测精准度。

优选的，所述水箱28还设有通气口(图未示)，该通气口上设置单向排气阀(图未示)，单向排气阀可以排出不断吹入水箱28的气体，保持水箱28的气压平衡。从外界进入粉尘采样器的空气的灰尘即使没有被滤膜24全部过滤，也会再经过水箱28的净化才重新排到外界，最终有效防止对空气形成二次污染，水箱28夹杂灰尘后也很方便被处理。

更优选的，所述水箱28与第三气管273的连通口设有单向排气阀，单向排气阀的方向是从第三气管273到水箱28内，避免水箱28的水外流到第三气管273。水箱28还设有进水口和出水口，每次测验前都要重新装入纯净水，每次测验完都要倒出并清洗水箱28，水箱28采用透明材质制作，方便观测水箱28的内部情况。

由于测尘点每个方向或者位置的灰尘浓度不同，而现有粉尘采样器只能保持在一个方位吸尘，因此测量所得的数值实际上与测尘点的平均浓度偏差较大。作为本发明的优选实施例，步骤①通过三角支架将粉尘采样器架设在测尘点，该三角支架包括支架本体11、转动电机12、转动轴13、升降齿排16、连接杆17以及旋转机构。支架本体11具有三个支脚，能够稳定设在地面上。所述转动轴13横向转动卡设在支架本体11上，所述转动电机12驱动转动轴13转动，转动电机12表面环设齿轮圈，齿轮圈与所述升降齿排16啮合连接并且升降齿排16的上端与连接杆17的下端连接，所述粉尘采样器的底部设有环形滑槽，连接杆17的上端嵌设在环形滑槽内；所述转动电机12驱动所述旋转机构转动并且旋转机构驱动粉尘采样器在竖向上转动。

所述转动电机12驱动转动轴13转动，转动电机12表面环设齿轮圈，齿轮圈与所述升降齿排16啮合连接并且升降齿排16的上端与连接杆17的下端连接，所述粉尘采样器的底部设有环形滑槽222，环形滑槽222设在粉尘采样器底部的外围，连接杆17的上端嵌设在环形滑槽222内，连接杆17能绕环形滑槽222内滑动。

采样时，开启转动电机12，转动电机12驱动转动轴13转动，转动轴13一方面驱动旋转机构旋转，如此粉尘采样器实现旋转，从而可吸取四周的空气；同时，转动电机12表面的齿轮圈也在转动，齿轮圈转动驱动升降齿排16上下升降，升降齿排16如此可实现粉尘采样器在竖直方向升降。本发明丰富传统三角支架的结构，通过一个转动电机12实现粉尘采样器同时自动在竖直方向上下升降和在水平方向旋转，多角度多方位地动态吸尘吸取空气，实现更加全面的收集灰尘，从而利于得到更加精准的平均粉尘浓度。另外，粉尘采样器转动时连接杆17在环形滑槽222内滑动，因此升降活动并不会影响转动活动。

本发明的旋转机构采用两种方案，第一种实施方案，如图3、4所示，所述旋转机构包括螺旋凸纹131、圆柱形转动块14以及转动升降柱15，所述螺旋凸纹131环设在转动轴上以形成螺旋状凹槽132，所述圆柱形转动块14设在螺旋状凹槽132内并且圆柱形转动块14抵顶螺旋凸纹，圆柱形转动块14垂直设在螺旋状凹槽132内，转动轴转动时螺旋状凹槽132的侧边驱动圆柱形转动块14转动。所述转动升降柱15的下端与圆柱形转动块14固定连接并且靠近下端的位置与支架本体转动卡接，转动升降柱15的上端与粉尘采样器转动卡接。具体地，在转动升降柱15上开设固定卡块151和环形卡块152，在粉尘采样器和三角支架分别设置固定卡槽221和环形卡槽111，固定卡块151和环形卡块152分别与固定卡槽221和环形卡槽111匹配嵌设，固定卡块151和固定卡槽221固定连接后，转动升降柱15转动能带动外壳22转动，环形卡块152能在环形卡槽111内转动的同时受到环形卡槽111的支撑力。

将粉尘采样器通过三角支架架设在测尘点，该三角支架包括支架本体11、转动电机12、转动轴13、圆柱形转动块14、转动升降柱15、升降齿排16以及连接杆17。支架本体11具有三个支脚，能够稳定设在地面上。所述转动轴13横向转动卡设在支架本体11上，该转动轴13表面设有两条螺旋凸纹131，两条螺旋凸纹131之间形成螺旋状凹槽132，所述圆柱形转动块14设在螺旋状凹槽132内并且圆柱形转动块14抵顶螺旋凸纹，如图3、4所示，圆柱形转动块14垂直设在螺旋状凹槽132内，转动轴13转动时螺旋状凹槽132驱动圆柱形转动块14转动。所述转动升降柱15的下端与圆柱形转动块14固定连接并且靠近下端的位置与支架本体11转动卡接，转动升降柱15的上端与粉尘采样器转动卡接。具体地，在转动升降柱15上开设固定卡块151和环形卡块152，在粉尘采样器和三角支架分别设置固定卡槽221和环形卡槽111，固定卡块151和环形卡块152分别与固定卡槽221和环形卡槽111匹配嵌设，固定卡块151和固定卡槽221固定连接后，转动升降柱15转动能带动外壳22转动，环形卡块152能在环形卡槽111内转动的同时受到环形卡槽111的支撑力。

作为本发明的第二种实施例，所述旋转机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮以及转动升降柱，所述第一锥齿轮与转动轴连接，所述转动升降柱的下端套设第二锥齿轮并且靠近下端的位置与支架本体转动卡接，转动升降柱的上端与粉尘采样器转动卡接，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合连接。第一锥齿轮套设在转动轴上，转动轴转动驱动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动转动升降杆转动，如此实现粉尘采样器在水平方向旋转，具有结构更简单，安装更快速。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种工作场所中空气粉尘检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

①粉尘采样器的架设，该粉尘采样器包括控制器、外壳、采样头、滤膜、气体流量计、吹风机、第一气管、第二气管、第三气管以及水箱，所述控制器设在外壳内，滤膜通过滤膜夹可拆装夹设在采样头内，所述水箱可拆装设在外壳内，第三气管的两端分别连通吹风机和水箱并且吹风机的风向为朝水箱吹，所述采样头通过第一气管接入气体流量计的入口，所述第二气管的一端连通气体流量计的出口，第二气管的另一端与第三气管连通并且第二气管连接在吹风机和水箱之间，并在采样前通过称重器称得滤膜重量为m_1，水箱的重量为m₂；

②采样后通过粉尘采样器获得采样时间t以及采样流量Q，并通过称重器称量采样后滤膜重量为m₁'，水箱重量为m₂'，再计算粉尘质量M＝(m₁'+m₂')-(m₁+m₂)；

③计算粉尘浓度，计算公式为：粉尘浓度C＝M/Qt×1000，其中定义C为粉尘浓度；

步骤①通过三角支架将粉尘采样器架设在测尘点，该三角支架包括支架本体、转动电机、转动轴、升降齿排、连接杆以及旋转机构，所述转动轴横向转动卡设在支架本体上，所述转动电机驱动转动轴转动，转动电机表面环设齿轮圈，齿轮圈与所述升降齿排啮合连接并且升降齿排的上端与连接杆的下端连接，所述粉尘采样器的底部设有环形滑槽，连接杆的上端嵌设在环形滑槽内；所述转动电机驱动所述旋转机构转动并且旋转机构驱动粉尘采样器在竖向上转动；

所述旋转机构包括螺旋凸纹、圆柱形转动块以及转动升降柱，所述螺旋凸纹环设在转动轴上以形成螺旋状凹槽，所述圆柱形转动块设在螺旋状凹槽内并且圆柱形转动块抵顶螺旋凸纹，所述转动升降柱的下端与圆柱形转动块固定连接并且靠近下端的位置与支架本体转动卡接，转动升降柱的上端与粉尘采样器转动卡接。

2.根据权利要求1所述的一种工作场所中空气粉尘检测方法，其特征在于，所述水箱还设有通气口，该通气口上设置单向排气阀。

3.根据权利要求2所述的一种工作场所中空气粉尘检测方法，其特征在于，所述水箱与第三气管的连通口设有单向排气阀，水箱还设有进水口和出水口。

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