CN109443645A - 一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，包括机架；过滤器测试夹具，安装在机架上，用于固定待测过滤器；采样头，用于对待测过滤器的边框及本体进行扫描，采取待测过滤器指定位置的粒子浓度；位移驱动机构，与采样头相连接，控制采样头方向移动；控制器，对位移驱动机构进行信号控制，控制位移驱动机构的方向移动，进而控制采样头的位置，并对采样头采集的数据进行记录和分析；气流防干扰装置，用于隔绝外部空气，在采样头采样时，补充干净的气流。本发明通过机械结构，将能够影响测试的外界大气完全隔离开，防止外界大气的干扰，保证扫描结果的准确性，同时能够清晰有效的分辨边框泄露和过滤器本体泄露的区别。

Description

一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置及方法

技术领域

本发明属于过滤器检测设备技术领域，具体涉及一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置及方法。

背景技术

随着各行各业对洁净环境要求的增加，高效过滤器的使用越来越频繁，对过滤效率的要求也越来越高。所以，对高效过滤器的检测，也提出了新的要求。然而，尽管国内外市场上有一些高效过滤器检测设备，但是对高效过滤器边框的扫描却由于技术原因，达不到边框扫描的要求。而且根据当前过滤器的生产工艺，边框的漏点一直是难以解决的问题，所以边框的检测也是过滤器检测的重中之重。

目前现有的扫描台都没有将过滤器边框泄露和过滤器本体泄露区分开。例如，授权公告号为CN201669258U的专利公开了一种扫描检漏高效排风装置，并具体公开在高效过滤器下游采样时，采样口应正对高效过滤器出风面，距过滤器表面25mm左右，扫描采样头的采样口长度与过滤器检测宽度相当，可实现对高效过滤器（包括安装边框在内）的全部扫描。该专利在实现对高效过滤器（包括安装边框在内）的全部扫描出现泄漏的情况时，由于采样口同时覆盖过滤器边框和滤网本体，因此，无法辨别出是过滤器边框还是过滤器本体的问题；同时，由于该专利是在整个过滤器的表面进行平面扫描，因此，过滤器边框的外侧竖直缝隙的泄漏情况，也没有办法检测到。

同时，现有的产品或者技术专利在边框扫描时没有考虑外界干扰粒子会对测试结果产生较大影响，测试设备采用开放式扫描过滤器的形式，需要在外界形成一个相对干净的测试环境，势必要用大功率的通风净化设备，从而造成能源的浪费，而且不能保证准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，通过机械结构，将能够影响测试的外界大气完全隔离开，防止外界大气的干扰，保证扫描结果的准确性，同时能够清晰有效的分辨边框泄露和过滤器本体泄露的区别。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，包括

机架，用于放置待测过滤器；

过滤器测试夹具，安装在机架上，用于固定待测过滤器，不同尺寸的过滤器配合不同尺寸的夹具；

采样头，用于对待测过滤器的边框及本体进行扫描，采取待测过滤器指定位置的粒子浓度，采样头为可旋转采样头；

位移驱动机构，与采样头相连接，控制采样头方向移动；

控制器，对位移驱动机构进行信号控制，控制位移驱动机构的方向移动，进而控制采样头的位置，并对采样头采集的数据进行记录和分析；

气流防干扰装置，用于隔绝外部空气，在采样头采样时，补充干净的气流。

优选地，气流防干扰装置包括顶部开口的防护罩、均布于待测过滤器四周的隔离挡板，隔离挡板与待测过滤器的边框之间形成气流通道，气流通道与补气管路相连通，补气管路在采样头采样时，补充干净的气流，防护罩覆盖在待测过滤器、采样头及位移驱动机构的外部，防护罩的目的是隔绝外部空气，防止其干扰到粒子采样，结合补气管路为整个下游采样提供一个洁净的内部空间。

优选地，隔离挡板与边框之间的距离为5-10mm，隔离挡板高于待测过滤器10mm以上，使隔离挡板与边框之间存在一个干净的气流保护层。

优选地，防护罩的开口处设置有顶部过滤器，保证气流流通的同时，防止外部空气进入，补气管路的前端设置有过滤器，且补气管路设有气体流量调节装置，且补气管路的出口位于隔离挡板的中或下部。

优选地，位移驱动机构包括在控制器控制下使采样头沿X轴方向移动的第一位移机构及沿Y轴方向移动的第二位移机构，第一位移机构包括第一伺服电机、第一滚珠丝杆、第一滚珠丝母，第一伺服电机设置在防护罩上，第一滚珠丝杆连接第一伺服电机和第一滚珠丝母，第二位移机构包括电动模组，电动模组为目前常规技术，包括电动滑台及电机，采样头通过连接件与电动滑台固定连接，第一滚珠丝母通过第一丝母连接件连接电动模组。

优选地，防护罩与机架之间设有升降控制机构，升降控制机构包括第二伺服电机、第二滚珠丝杆、第二滚珠丝母，第二伺服电机设置在机架上，第二滚珠丝杆连接第二伺服电机和第二滚珠丝母，第二滚珠丝母通过第二丝母连接件与防护罩的一侧相连接。

优选地，机架上在待测过滤器的下方设有下防护罩，保证过滤器上游气流稳定，并且隔离外部空气的干扰，下防护罩上设有上游气流入口管，不断提供含有气溶胶的空气。

优选地，采样头包括采样头本体及驱动其旋转的回转气缸。

进一步优选地，采样头本体的开口面积为8-10cm²，长宽比不大于15:1，更优选地，采样头的宽度不大于隔离挡板与边框之间的距离。

本发明采取的又一技术方案是：一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测方法，包括以下步骤：

（1）控制第二伺服电机，使防护罩往上移动，将待测过滤器放置在过滤器测试夹具上固定，再次控制第二伺服电机，使防护罩下降至完全罩住待测过滤器；

（2）当扫描开始时，根据待测过滤器的大小，将采样头移动到待测过滤器的边框位置，采样头的长边与边框相平行，采样头的投影面积完全落在隔离挡板与边框外侧边之间，这个位置记录为起点，控制器通过位移驱动机构控制采样头开始扫描，实时记录粒子浓度；

（3）在采样头扫描边框时，开启补气管路，边框与隔离挡板之间存在一个干净的气流保护层，调节气流流量，使采样头内部流速和保护层流速相差不大于25%，保证采样头的等速采样；

（4）扫描一条边框结束后，将采样头移动到待测过滤器中央，通过回转气缸对其进行90度旋转，重复步骤（2）；

（5）重复步骤（4），直至扫描完整个边框，在扫描待测过滤器的本体；

（6）扫描完成，移开防护罩，取出待测过滤器；

（7）根据采集到的数据，结合扫描路径，判断待测过滤器的泄露情况。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明在使用时，先从边框开始扫描，将采样头移动到待测过滤器的边框位置，此时，采样头的长边与边框相平行，采样头的投影面积完全落在隔离挡板与边框内侧边之间，这个位置记录为起点，控制器通过位移驱动机构控制采样头开始扫描，实时记录粒子浓度，扫描一条边框结束后，将采样头移动到待测过滤器中央，通过回转气缸对其进行90度旋转，然后再移动到另一条边框进行扫描，直至扫描完整个边框，再进行待测过滤器本体的扫描，因此，本发明可以清晰有效的分辨出边框缝隙泄露和过滤器本体泄露的情况，与此同时，也可以和其余扫描台一样检测过滤器本体的泄露情况；

2、当本发明采样头的宽度不大于隔离挡板与边框之间的距离时，采样头的投影面积可以完全落在隔离挡板与边框外侧边之间，如果此时检测到泄漏发生，则可以判定是过滤器边框的竖直缝隙泄漏，进一步区分了平面缝隙和竖直缝隙的泄漏情况，检测更准确；

3、本发明设置气流防干扰装置，包括顶部开口的防护罩、均布于待测过滤器边框四周的隔离挡板，隔离挡板与边框之间形成气流通道，气流通道与补气管路相连通，如此可以隔绝外部空气，在采样头采样时，补充干净的气流，防止干扰到粒子采样，大幅改善现有高效过滤器边框检漏装置的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为图1中区域A的局部放大图；

图3为本发明采样头的侧视图；

图4为本发明采样头的俯视图；

图5为本发明待测过滤器的结构示意图：

图6为本发明实施例2的结构示意图；

图7为本发明实施例2在使用时的部分结构示意图；

其中：1、机架；2、第二伺服电机；3、第二滚珠丝杆；4、顶部过滤器；5、第二丝母连接件；6、第二滚珠丝母；7、第一伺服电机；8、第一滚珠丝杆；9、上游气流入口管；10、防护罩；11、第一滚珠丝母；12、第一丝母连接件；13、电动模组；14、可旋转采样头；15、待测过滤器；16、隔离挡板；17、补气管路；18、过滤器测试夹具；19、下防护罩；20、待测过滤器边框；20a、边框平面缝隙；20b、边框竖直缝隙；21、待测过滤器本体；22、回转气缸。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。本发明将电动模组13的运动方向定义为Y方向，第一滚珠丝母6的运动方向定义为X方向。

实施例1

如附图1至附图5所示，本发明一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，包括机架1、过滤器测试夹具18、采样头、位移驱动机构、控制器、气流防干扰装置。

在本实施例中，过滤器测试夹具18，安装在机架1上，对待测过滤器15起到固定作用，不同尺寸的过滤器配合不同尺寸的夹具，机架1提供结构支撑。

在本实施例中，为了保证采样头能够在边框上采取粒子，采样头为可旋转采样头14，包括采样头本体及驱动其旋转的回转气缸22，用于对待测过滤器15的边框及本体进行扫描，采取边框指定位置的粒子浓度，为了提高扫描的效率及增加边框扫描的准确性，采样头采用由4个90mm*10mm的采样头集成的复合采样头。

在本实施例中，控制器，对位移驱动机构进行信号控制，控制位移驱动机构的方向移动，进而控制采样头的位置，并对采样头采集的数据进行记录和分析，可以结合粒子浓度测试结果，计算出过滤器的平均效率和最低点效率。

在本实施例中，位移驱动机构包括在控制器控制下使可旋转采样头14沿X轴方向移动的第一位移机构及沿Y轴方向移动的第二位移机构。

第一位移机构包括第一伺服电机7、第一滚珠丝杆8、第一滚珠丝母11，第一伺服电机7设置在防护罩上，为第一滚珠丝杆8提供动力源，同时精确控制第一滚珠丝杆8的转动，第一滚珠丝杆8连接第一伺服电机7和第一滚珠丝母11，使可旋转采样头14能够保证一个方向的移动。

第二位移机构包括电动模组13，电动模组13为目前常规技术，控制可旋转采样头14在另一个方向的移动，包括电动滑台及电机，可旋转采样头14通过连接件与电动滑台固定连接，第一滚珠丝母11通过第一丝母连接件12连接电动模组。

在本实施例中，气流防干扰装置包括顶部开口的防护罩10、均布于待测过滤器边框四周的隔离挡板16，隔离挡板与边框之间的距离为5mm，隔离挡板高于待测过滤器10mm以上，隔离挡板16与待测过滤器15的边框之间形成气流通道，气流通道与补气管路17相连通，补气管路17在采样头采样时，补充干净的气流，使隔离挡板与边框之间存在一个干净的气流保护层，防护罩10覆盖在待测过滤器15、可旋转采样头14及位移驱动机构的外部，防护罩10的目的是隔绝外部空气，防止其干扰到粒子采样，结合补气管路17为整个下游采样提供一个洁净的内部空间。

在本实施例中，防护罩10的开口处设置有顶部过滤器4，保证气流流通的同时，防止外部空气进入，补气管路17的前端设置有过滤器，保证提供的气流是洁净的，且补气管路17设有气体流量调节装置，补气管路17的出口位于隔离挡板16的中或下部。

为了进一步实现操作的自动化，作为本实施例的一个优选方案是防护罩10与机架1之间设有升降控制机构，升降控制机构为两个，分别设置在防护罩的两侧，升降控制机构包括第二伺服电机2、第二滚珠丝杆3、第二滚珠丝母6，第二伺服电机2设置在机架上，为第二滚珠丝杆3提供动力源，同时精确控制第二滚珠丝杆3的转动，第二滚珠丝杆3连接第二伺服电机2和第二滚珠丝母6，第二滚珠丝母6通过第二丝母连接件5与防护罩10的一侧相连接，使防护罩10平稳精确的上下移动。

为了进一步防止外部粒子的干扰，机架1上在待测过滤器15的下方设有下防护罩19，保证过滤器上游气流稳定，并且隔离外部空气的干扰，下防护罩19上设有上游气流入口管9，不断提供含有气溶胶的空气。

实施例2

如附图6至附图7所示，本实施例与实施例1的区别在于隔离挡板与边框之间的距离为10mm，即隔离挡板与边框之间的距离与采样头的宽度相等，其余结构与实施例1相同。

本实施例如此设置，在进行边框扫描时，采样头的投影面积可以完全落在在隔离挡板与边框外侧边之间，如果此时有泄漏发生，则可以判定是附图5中待测过滤器边框的边框竖直缝隙20b泄漏，当采样头完全覆盖在待测过滤器边框上而出现泄漏情况时，则判定附图5中待测过滤器边框的边框平面缝隙20a泄漏，进一步区分了平面缝隙和竖直缝隙的泄漏情况，检测更准确。

本发明一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测方法，包括以下步骤：

（1）控制第二伺服电机，使防护罩往上移动，将待测过滤器放置在过滤器测试夹具上固定，再次控制第二伺服电机，使防护罩下降至完全罩住待测过滤器；

（2）当扫描开始时，根据待测过滤器的大小，将采样头移动到待测过滤器的边框位置，采样头的投影面积完全落在隔离挡板与边框外侧边之间，采样头长边与边框相平行，这个位置记录为起点，控制器通过位移驱动机构控制采样头开始扫描，实时记录粒子浓度；

（3）在采样头扫描边框时，开启补气管路，边框与隔离挡板之间存在一个干净的气流保护层，调节气流流量，使采样头内部流速和保护层流速相差不大于25%，保证采样头的等速采样；

（4）扫描一条边框结束后，将采样头移动到待测过滤器中央，通过回转气缸对其进行90度旋转，重复步骤（2）；

（5）重复步骤（4），直至扫描完整个边框，在扫描待测过滤器的本体；

（6）扫描完成，移开防护罩，取出待测过滤器；

（7）根据采集到的数据，结合扫描路径，判断待测过滤器的泄露情况。

一旦边框位置有泄露，可以很明显边框位置的通道粒子数明显较多。

本发明设置气流防干扰装置，包括顶部开口的防护罩、均布于待测过滤器边框四周的隔离挡板，隔离挡板与边框之间形成气流通道，气流通道与补气管路相连通，如此可以隔绝外部空气，在采样头采样时，补充干净的气流，防止干扰到粒子采样，大幅改善现有高效过滤器边框检漏装置的准确性。

以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：包括

机架，用于放置待测过滤器；

过滤器测试夹具，安装在机架上，用于固定待测过滤器；

采样头，用于对待测过滤器的边框及本体进行扫描，采取待测过滤器指定位置的粒子浓度，所述采样头为可旋转采样头；

位移驱动机构，与采样头相连接，控制采样头方向移动；

控制器，对位移驱动机构进行信号控制，并对采样头采集的数据进行记录和分析；

气流防干扰装置，用于隔绝外部空气，在采样头采样时，补充干净的气流。

2.根据权利要求1所述的用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：所述气流防干扰装置包括顶部开口的防护罩、均布于待测过滤器四周的隔离挡板，所述隔离挡板与待测过滤器的边框之间形成气流通道，所述气流通道与补气管路相连通，所述防护罩覆盖在待测过滤器、采样头及位移驱动机构的外部。

3.根据权利要求2所述的用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：所述隔离挡板与边框之间的距离为5-10mm，所述隔离挡板高于待测过滤器10mm以上。

4.根据权利要求2所述的用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：所述防护罩的开口处设置有顶部过滤器，所述补气管路的前端设置有过滤器，且所述补气管路设有气体流量调节装置。

5.根据权利要求2所述的用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：所述位移驱动机构包括在控制器控制下使采样头沿X轴方向移动的第一位移机构及沿Y轴方向移动的第二位移机构，所述第一位移机构包括第一伺服电机、第一滚珠丝杆、第一滚珠丝母，所述第一伺服电机设置在所述防护罩上，所述第一滚珠丝杆连接所述第一伺服电机和第一滚珠丝母，所述第二位移机构包括电动模组，所述电动模组包括电动滑台及电机，所述采样头通过连接件与所述电动滑台固定连接，所述第一滚珠丝母通过第一丝母连接件连接所述电动模组。

6.根据权利要求2所述的用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：所述防护罩与机架之间设有升降控制机构，所述升降控制机构包括第二伺服电机、第二滚珠丝杆、第二滚珠丝母，所述第二伺服电机设置在所述机架上，所述第二滚珠丝杆连接所述第二伺服电机和第二滚珠丝母，所述第二滚珠丝母通过第二丝母连接件与所述防护罩的一侧相连接。

7.根据权利要求1所述的用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：所述机架上在待测过滤器的下方设有下防护罩，所述下防护罩上设有上游气流入口管。

8.根据权利要求1或2所述的用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：所述采样头本体的开口面积为8-10cm²，长宽比不大于15:1。

9.根据权利要求8所述的用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测装置，其特征在于：所述采样头的宽度不大于隔离挡板与边框之间的距离。

10.一种用于高效过滤器扫描台边框扫描的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）控制第二伺服电机，使防护罩往上移动，将待测过滤器放置在过滤器测试夹具上固定，再次控制第二伺服电机，使防护罩下降至完全罩住待测过滤器；

（2）当扫描开始时，根据待测过滤器的大小，将采样头移动到待测过滤器的边框位置，采样头长边与边框相平行，采样头的投影面积完全落在隔离挡板与边框外侧边之间，这个位置记录为起点，控制器通过位移驱动机构控制采样头开始扫描，实时记录粒子浓度；

（3）在采样头扫描边框时，开启补气管路，边框与隔离挡板之间存在一个干净的气流保护层，调节气流流量，使采样头内部流速和保护层流速相差不大于25%，保证采样头的等速采样；

（4）扫描一条边框结束后，将采样头移动到待测过滤器中央，通过回转气缸对其进行90度旋转，重复步骤（2）；

（5）重复步骤（4），直至扫描完整个边框，在扫描待测过滤器的本体；

（6）扫描完成，移开防护罩，取出待测过滤器；

（7）根据采集到的数据，结合扫描路径，判断待测过滤器的泄露情况。