CN109765157A - 基于β射线法的颗粒物在线监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其包括检测装置、脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮；纸带的一端绕过脉冲编码器，并穿过所述检测装置，卷绕在主动轮上，并且，所述主动轮通过步进电机进行驱动；所述纸带的另一端绕过阻尼器卷绕在从动轮上。本发明通过脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮的设置，并且通过步进电机驱动主动轮，从而简化了结构，降低了故障率和维护成本，而且本发明通过单向转动的方式，解决了滤纸的来回运动会造成测试精度下降的问题。

Description

基于β射线法的颗粒物在线监测仪

技术领域

本发明涉及一种基于β射线法的颗粒物在线监测仪。

背景技术

现有技术中的走纸控制系统，例如中国发明专利CN105738261B中所公开的β射线法大气颗粒物监测仪的滤纸平移装置，其通过支撑结构、放带轮和收带轮实现滤纸平移，即实现走纸；而且通过机械手能够使得支撑结构整体左右移动。

但是，现有技术中的走纸控制系统具有以下缺点：

1、当前滤纸移动方案结构复杂，长期运行维护成本高，故障率高。

2、当前结构需要两个滤纸带都具有主动转动的功能，需要前后都运行的方式才能采样，控制复杂。并且滤纸的来回运动会造成测试精度下降。

发明内容

本发明目的是提供一种基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其至少解决了上述技术问题中的一个。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其包括检测装置、脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮；

纸带的一端绕过脉冲编码器，并穿过所述检测装置，卷绕在主动轮上，并且，所述主动轮通过步进电机进行驱动；所述纸带的另一端绕过阻尼器卷绕在从动轮上。

可选的，所述脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮位于同一竖直平面上。

可选的，所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪还包括控制系统，所述控制系统包括电源模块和控制器，所述电源模块向脉冲编码器和控制器供应电源，

所述脉冲编码器信号连接于所述控制器，以将其检测的信号传输至所述控制器；

所述控制器信号连接于步进电机驱动器，所述步进电机驱动器电路连接于所述步进电机，所述控制器发送控制信号至步进电机驱动器，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机转动；

当步进电机转动，并且脉冲编码器记录的脉冲数值达到设定值时，所述控制器根据脉冲编码器输出的信号，关闭所述步进电机，走纸完成。

可选的，所述控制器根据所述脉冲编码器所反馈的数据计算已经使用的纸带的长度，并进一步得到纸带的剩余长度，结合纸带的进给速度，计算纸带的剩余时间，并在剩余时间低于设定的阈值时，进行报警。

可选的，所述检测装置包括上固定件和下固定件；所述上固定件和下固定件均为矩形，并且所述上固定件和下固定的四个角部分别通过滑柱连接；

所述上固定件沿竖直方向开设有第一通孔，所述上固定件上固定有基于β射线法的颗粒物传感器，所述基于β射线法的颗粒物传感器的检测端位于所述第一通孔内，并且所述基于β射线法的颗粒物传感器的底座密封所述上固定件的第一通孔的上端；

所述下固定件上开设有沉孔；

所述上固定件和下固定件之间设置有滑动板，所述滑动板的四个角部均形成为内凹的圆弧形凹口，所述圆弧形凹口与所述滑柱配合；

所述滑动板四个角部均设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的上端支撑在所述滑动板的角部，所示支撑弹簧的下端支撑在所述下固定件上；

所述滑动板的中部开设有第二通孔，并且所述第二通孔与所述第一通孔的直径相同，轴心线也相同；

所述下固定件上设置有O型垫，所述O型垫采用弹性材质制备，并且在所述滑动板向下运动时被压缩，在所述滑动板向上运动时，恢复形状，并保持下固定件和滑动板之间的密封。

可选的，所述滑动板通过凸轮机构驱动。

可选的，所述凸轮机构包括凸轮、推杆和压杆；

所述上固定件上可转动地设置有转动轴，所述推杆的中部固定在所述转动轴的一端，所述推杆的一端与所述凸轮的表面接触，所述推杆的另一端与所述滑动板接触；

所述转动轴的另一端固定有压杆，所述压杆与所述推杆平行设置，并且所述压杆的另一端安装有滚动轴承，所述滚动轴承与所述滑动板的上表面接触。

可选的，所述上固定件的侧壁上开设有进气孔，所述进气孔与所述第一通孔连通，并且，所述进气孔通过进气管连接有PM2.5切割头。

可选的，所述下固定件的侧壁上开设有排气孔，所述排气孔与所述沉孔连通，并且所述排气孔上连接有排气管，在所述排气管上设置有压力传感器、流量传感器和流量调节器。

本发明具有如下有益效果：本发明通过脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮的设置，并且通过步进电机驱动主动轮，从而简化了结构，降低了故障率和维护成本，而且本发明通过单向转动的方式，解决了滤纸的来回运动会造成测试精度下降的问题。

附图说明

图1为本发明的基于β射线法的颗粒物在线监测仪的结构示意图；

图2和图3为本发明的检测装置的结构示意图；

图中标记示意为：1-检测装置；2-脉冲编码器；3-主动轮；4-阻尼器；5-从动轮；8-基于β射线法的颗粒物在线监测仪；9-PM2.5切割头；10-压力传感器；11-流量传感器；12-流量调节器；13-纸带；14-上固定件；15-下固定件；16-支撑弹簧；17-滑动板；18-O型垫；19-转动轴；20-滑柱；21-凸轮；22-推杆；23-压杆；24-滚动轴承。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其包括检测装置、脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮。

为实现纸带的运动，所述纸带的一端绕过脉冲编码器，并穿过所述检测装置，卷绕在主动轮上，并且，所述主动轮通过步进电机进行驱动，当所述主动轮转动时，能够带动纸带运动，并且进一步带动脉冲编码器运动，由此使得能够通过脉冲编码器准确地测量已使用的纸带的长度。

并且，所述纸带的另一端绕过阻尼器卷绕在从动轮上，从而向所述纸带提供一定的阻力，以使得位于检测装置内的纸带能够被张紧，而且所述阻尼器所提供阻力要适当，保证纸带(滤纸)不断纸、卡纸。

尤其是，所述脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮等部件位于同一竖直平面上，由此保证了纸带运行中不倾斜，不移位。

此时，所述从动轮上安装干净滤纸，并维持合适的阻尼，主动轮采用步进电机驱动，每个运行间隔，控制器输出一个精确的脉冲，让步进电机能转动一个固定角度。

为控制所述步进电机的转动，本实施例的基于β射线法的颗粒物在线监测仪还包括控制系统，所述控制系统包括电源模块和控制器，所述电源模块向脉冲编码器和控制器供应电源，所述脉冲编码器信号连接于所述控制器，以将其检测的信号传输至所述控制器。

所述控制器信号连接于步进电机驱动器，所述步进电机驱动器电路连接于所述步进电机，以使得所述控制器发送控制信号至步进电机驱动器，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机转动，并且优选地，当步进电机转动，并且脉冲编码器记录的脉冲数值达到设定值时，所述控制器根据脉冲编码器输出的信号，关闭所述步进电机，走纸完成；从而形成闭环控制，达到控制纸带固定时间均匀步进。

所述控制器根据所述脉冲编码器所反馈的数据计算已经使用的纸带的长度，并进一步得到纸带的剩余长度，结合纸带的进给速度，计算纸带的剩余时间，并在剩余时间低于设定的阈值时，进行报警。

所述检测装置包括上固定件和下固定件；本实施例中，所述上固定件和下固定件均为矩形，并且所述上固定件和下固定的四个角部分别通过滑柱连接，即通过所述滑柱将所述上固定件和下固定件固定在一起。

所述上固定件沿竖直方向开设有第一通孔，本实施例中，所述上固定件上固定有基于β射线法的颗粒物传感器，其通过检测纸带上的颗粒物，实现颗粒物的在线监测；本实施例中，所述基于β射线法的颗粒物传感器的检测端位于所述第一通孔内，并且所述基于β射线法的颗粒物传感器的底座可以密封所述上固定件的第一通孔的上端。

所述上固定件的侧壁上开设有进气孔，所述进气孔与所述第一通孔连通，并且，所述进气孔通过进气管连接有PM2.5切割头。

所述下固定件上开设有沉孔，本实施例中，所述沉孔与所述第一通孔的直径相同，并且轴心线也相同。

所述下固定件的侧壁上开设有排气孔，所述排气孔与所述沉孔连通，并且所述排气孔上连接有排气管，并且在所述排气管上设置有压力传感器、流量传感器和流量调节器。

所述上固定件和下固定件之间设置有滑动板，本实施例中，所述滑动板的四个角部均形成为内凹的圆弧形凹口，所述圆弧形凹口与所述滑柱配合，以使得所述滑柱能够对滑动板的上下运动进行导向，即使得所述滑动板可以沿所述滑柱上下滑动。

所述滑动板四个角部均设置有支撑弹簧，本实施例中，所述支撑弹簧的上端支撑在所述滑动板的角部，所示支撑弹簧的下端支撑在所述下固定件上。

所述滑动板的中部开设有第二通孔，并且所述第二通孔与所述第一通孔的直径相同，轴心线也相同，以使得位于所述上固定件和滑动板之间的滤纸能够完整地覆盖所述第一通孔和第二通孔，从而进一步使得空气能够全部通过所述滤纸。

所述下固定件上设置有O型垫，所述O型垫采用弹性材质(例如硅胶)制备，并且在所述滑动板向下运动时被压缩，在所述滑动板向上运动时，恢复形状，并保持下固定件和滑动板之间的密封。本实施例中，优选地，所述O型垫环绕所述沉孔设置。

所述滑动板通过凸轮机构驱动，即所述凸轮机构带动滑动板向下运动，并且通过弹簧使得滑动板向上运动。

本实施例中，所述凸轮机构包括凸轮、推杆和压杆。

所述上固定件上可转动地设置有转动轴，所述推杆的中部固定在所述转动轴的一端，所述推杆的一端与所述凸轮的表面接触，所述推杆的另一端与所述滑动板接触，以当所述凸轮转动时，能够推动推杆的一端运动，并使得所述推杆的绕转动轴转动，从而所述推杆的另一端能够推动所述滑动板向下运动。

而且，所述转动轴的另一端固定有压杆，所述压杆与所述推杆平行设置，并且所述压杆的另一端安装有滚动轴承，所述滚动轴承与所述滑动板的上表面接触，以在所述转动轴转动时，所述压杆与所述推杆一起推动所述滑动板向下运动。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，包括检测装置、脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮；

纸带的一端绕过脉冲编码器，并穿过所述检测装置，卷绕在主动轮上，并且，所述主动轮通过步进电机进行驱动；所述纸带的另一端绕过阻尼器卷绕在从动轮上。

2.根据权利要求1所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，所述脉冲编码器、主动轮、阻尼器和从动轮位于同一竖直平面上。

3.根据权利要求1所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括电源模块和控制器，所述电源模块向脉冲编码器和控制器供应电源，

所述脉冲编码器信号连接于所述控制器，以将其检测的信号传输至所述控制器；

所述控制器信号连接于步进电机驱动器，所述步进电机驱动器电路连接于所述步进电机，所述控制器发送控制信号至步进电机驱动器，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机转动；

当步进电机转动，并且脉冲编码器记录的脉冲数值达到设定值时，所述控制器根据脉冲编码器输出的信号，关闭所述步进电机，走纸完成。

4.根据权利要求3所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，所述控制器根据所述脉冲编码器所反馈的数据计算已经使用的纸带的长度，并进一步得到纸带的剩余长度，结合纸带的进给速度，计算纸带的剩余时间，并在剩余时间低于设定的阈值时，进行报警。

5.根据权利要求1所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，所述检测装置包括上固定件和下固定件；所述上固定件和下固定件均为矩形，并且所述上固定件和下固定的四个角部分别通过滑柱连接；

所述上固定件沿竖直方向开设有第一通孔，所述上固定件上固定有基于β射线法的颗粒物传感器，所述基于β射线法的颗粒物传感器的检测端位于所述第一通孔内，并且所述基于β射线法的颗粒物传感器的底座密封所述上固定件的第一通孔的上端；

所述下固定件上开设有沉孔；

所述上固定件和下固定件之间设置有滑动板，所述滑动板的四个角部均形成为内凹的圆弧形凹口，所述圆弧形凹口与所述滑柱配合；

所述滑动板四个角部均设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的上端支撑在所述滑动板的角部，所示支撑弹簧的下端支撑在所述下固定件上；

所述滑动板的中部开设有第二通孔，并且所述第二通孔与所述第一通孔的直径相同，轴心线也相同；

所述下固定件上设置有O型垫，所述O型垫采用弹性材质制备，并且在所述滑动板向下运动时被压缩，在所述滑动板向上运动时，恢复形状，并保持下固定件和滑动板之间的密封。

6.根据权利要求5所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，所述滑动板通过凸轮机构驱动。

7.根据权利要求6所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，所述凸轮机构包括凸轮、推杆和压杆；

所述上固定件上可转动地设置有转动轴，所述推杆的中部固定在所述转动轴的一端，所述推杆的一端与所述凸轮的表面接触，所述推杆的另一端与所述滑动板接触；

所述转动轴的另一端固定有压杆，所述压杆与所述推杆平行设置，并且所述压杆的另一端安装有滚动轴承，所述滚动轴承与所述滑动板的上表面接触。

8.根据权利要求7所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，所述上固定件的侧壁上开设有进气孔，所述进气孔与所述第一通孔连通，并且，所述进气孔通过进气管连接有PM2.5切割头。

9.根据权利要求8所述的基于β射线法的颗粒物在线监测仪，其特征在于，所述下固定件的侧壁上开设有排气孔，所述排气孔与所述沉孔连通，并且所述排气孔上连接有排气管，在所述排气管上设置有压力传感器、流量传感器和流量调节器。