CN110057787A - 一种粉尘游离二氧化硅检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粉尘游离二氧化硅检测仪，包括壳体，所述壳体通过合页转动连接有盖体，还包括内腔一和内腔二，所述内腔一和内腔二之间设有隔离板，所述隔离板设置有通孔一，所述内腔一内设有电机，所述电机的输出轴固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆螺纹连接有滑台，所述滑台上设有转动槽，所述滑台通过转动槽转动连接有旋转装置，所述旋转装置卡接有夹紧装置一，所述夹紧装置卡接有光栅，所述内腔二一侧依次固定连接有有A/D转换器、热释电传感器和夹紧装置二，所述内腔二另一侧固定连接有红外光源组件，本发明具有体积小、操作简单、检测时间短、维护成本低、更能适应用户的需要等优点。
Description
技术领域
本发明涉及空气检测设备领域，具体涉及一种粉尘游离二氧化硅检测仪。
背景技术
近年来，我国患尘肺病的工人越来越多，尘肺病主要是由于空气中的粉尘含量多，使二氧化硅的含量增加，粉尘在肺内潴留而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病，这引起了国家有关部门的高度重视，我国相关政策中有对人类接触粉尘中游离的二氧化硅含量的界定。
目前在电力煤炭等行业生产环境中会产生大量的粉尘，例如矽尘、煤尘、锅炉尘、水泥尘、电焊烟尘等，其特点是粉尘中游离的二氧化硅的含量较高，粉尘的分散度也较高，即多为呼吸性粉尘，因此对接触尘人员的危害较大，因此加强对粉尘中游离的二氧化硅含量的检测是一件非常重要和紧迫的工作。
现在检测粉尘中的游离二氧化硅含量，采用的多为焦磷酸重量法和红外光谱，而焦磷酸重量法测游离二氧化硅的方法操作复杂，会耗费大量时间，所以相关的工作人员必须熟练的掌握其测定方法，及时改进，提高检测结果的准确度和检测效率，减少误差，最大限度地减少或避免因判断及操作失误影响测验的结果，这对相关的工作人员的要求较高，对样品的处理方面要求较高，且步骤较多，要对样品进行干燥、灰化、过滤、炭化和研磨等处理，且该方法使用的仪器包括二氧化硅检测仪、光电转换及放大模块、信号处理及控制主机、还有样品的配置等，该方法存在操作步骤复杂、设备之间连接复杂，使用试剂种类繁多、检测周期长、准确性差和实验室条件苛刻等一系列问题，难以满足现场批量检测的要求。
红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁红外光谱是分子能选择性吸收某些波长的红外线,而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱，当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图，而红外光谱法也存在操作复杂，设备昂贵，设备护理复杂，成本较高等问题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种体积小，操作简单，检测时间短，维护成本低的粉尘游离二氧化硅检测仪。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种粉尘游离二氧化硅检测仪，包括壳体，所述壳体通过合页转动连接有盖体，还包括内腔一和内腔二，所述内腔一和内腔二设于所述壳体内部，所述内腔一和内腔二之间设有隔离板，所述隔离板设置有通孔一，所述内腔一内设有电机，所述电机的输出轴固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆螺纹连接有滑台，所述滑台上设有转动槽，所述滑台通过转动槽转动连接有旋转装置，所述旋转装置卡接有夹紧装置一，所述夹紧装置卡接有光栅，所述内腔二一侧依次固定连接有有A/D转换器和热释电传感器、夹紧装置二，所述内腔二另一侧固定连接有红外光源组件。
进一步的，所述夹紧装置一包括紧固座，所述紧固座上设有紧固槽，所述紧固座上还设有与所述紧固槽相贯通的螺纹孔，所述螺纹孔螺纹连接有旋钮。
进一步的，所述紧固槽远离螺纹孔的一端设有橡胶垫，所述旋钮靠近紧固槽的一端也设有橡胶垫。
进一步的，所述夹紧装置二包括两个相适配的固定块一，所述固定块一相对位置设有插槽。
进一步的，所述红外光源组件包括外壳，所述外壳内设置有卡槽和固定架，所述外壳通过所述卡槽卡接有透镜，所述固定架卡接有红外光源。
进一步的，所述壳体还设有散热孔一，所述外壳还设有散热孔二，所述散热孔一与所述散热孔二相适配，所述散热孔一与所述散热孔二之间设有防尘网。
进一步的，所述旋转装置包括第一转台和第二转台，所述第一转台通过固定块二与第二转台固定连接，所述固定块二上设有万向球轴承。
进一步的，所述滑台还设有电动推杆，所述电动推杆的输出端与所述万向球轴承固定连接。
进一步的，还设有转动管，所述转动管依次贯穿所述第一转台、固定块二和第二转台，所述转动管二内套接有内管，所述内管与所述转动管之间设有转动珠，所述内管一端与所述滑台固定连接，所述内管另一端固定连接有卡座，所述卡座与所述夹紧装置一相适配，所述夹紧装置一与所述第二转台固定连接。
进一步的，所述内腔一底部固定连接有挡块一和挡块二，所述挡块一和挡块二均设有通孔二，所述螺纹杆贯穿所述通孔二，所述挡块一和挡块二之间固定连接有滑轨，所述滑轨与所述滑台滑动连接。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
1.本发明提供的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，通过热释电传感器、红外光源和光栅的设置，将样品通过压片机进行压片并放置在光栅和热释电传感器之间，红外光源用于发射红外光线，透镜设置在红外光源的光路上，并覆盖红外光源的光路，使红外光源发射的红外光线能够均匀地投射到透镜上，经过透镜的折射效果能够将发散的红外光线引导成平行的光线，透镜的设置能够提高红外光源的使用效率，有效集中能量，光栅可使所需的波长及其邻近波段的绝大部分(达70％)的光能量集中到预定的光谱级中，能够起到筛选光谱中合适波长的作用，有效减小测试的误差，经过筛选之后的红外光线照射在样品上，二氧化硅具有良好的透光性，热释电传感器通过对样品的透光性的检测，即可测定出样品中二氧化硅的含量，本发明具有体积小，操作简单，检测时间短，维护成本低，更为方便快捷，等优点，更为适应用户的需要。
2.本发明万向球轴承对称的设置在固定块二靠近中心的位置，两根电动推杆伸长会沿着固定块二两侧相反的方向顶动固定块二旋转，两根电动推杆缩短会沿着固定块二两侧相反的方向拉动固定块二旋转，从而回到初始位置，万向球轴承的设置能够在固定块二不断改变位置的状态下，保证电动推杆的有效输出，使光栅能够在0°-90°之间进行转动，大大提高了整个装置的整体性能，更能满足用户的需要。
2.本发明红外光源使用的过程中无法将全部的电能都转化为光能，因此在工作过程中会产生一定量热能，溢散在红外光源的周围，升高温度使红外光源的使用寿命变短，散热孔一和散热孔二的设置能够加快红外光源附近的热能散失，增长了红外光源的使用寿命，且防尘网的设置能够有效防止空气中得灰尘进入到仪器中，防止仪器损坏，大大提高了整个装置的整体性能，更能满足用户的需要。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的剖视图；
图3是本发明的A处放大图；
图4是本发明的B-B截面图；
图5本发明的夹紧装置二的结构图；
图6本发明的系统结构连接图。
图中：壳体-1、盖体-2、内腔一-3、内腔二-4、隔离板-5、通孔一-6、电机-7、螺纹杆-8、滑台-9、转动槽-10、光栅-11、A/D转换器-12、热释电传感器-13、紧固座-14、紧固槽-15、旋钮-16、橡胶垫-17、固定块一-18、插槽-19、外壳-20、内腔三-21、卡槽-22、固定架-23、透镜-24、红外光源-25、散热孔一-26、散热孔二-27、防尘网-28、第一转台-29、第二转台-30、固定块二-31、万向球轴承-32、电动推杆-33、转动管-34、内管-35、转动珠-36、卡座-37、挡块一-38、挡块二-39、通孔二-40、滑轨-41。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。
如图1-图4所示，一种粉尘游离二氧化硅检测仪，包括壳体1，壳体1通过合页转动连接有盖体2还包括内腔一3和内腔二4，内腔一3和内腔二4设于壳体1内部，内腔一3和内腔二4之间设有隔离板5，隔离板5设置有通孔一6，内腔一3内设有电机7，电机7的输出轴固定连接有螺纹杆8，螺纹杆8螺纹连接有滑台9，内腔一3底部固定连接有挡块一38和挡块二39，挡块一38和挡块二39均设有通孔二40，螺纹杆8贯穿通孔二40，挡块一38和挡块二39之间固定连接有滑轨41，滑轨41与滑台9滑动连接，电机7可以带动螺纹杆8转动，螺纹杆8转动通过螺纹可以带动滑台9在滑轨41内左右运动，挡块一38和挡块二39能够有效的起到限位作用，能够防止滑台9在左右运动的过程中撞击仪器产生损坏，且滑轨41能够防止滑台9在螺纹杆8的带动下发生转动，滑台9上设有转动槽10，滑台9通过转动槽10转动连接有旋转装置，转动装置可以在转动槽10内转动，调节夹紧装置一的角度从而调节光栅11的角度，选择合适的入射角，旋转装置卡接有夹紧装置一，夹紧装置一卡接有光栅11，光栅11安装在夹紧装置一上，通过电机7带动滑台9的前后移动，能够使光栅11通过通孔一6在腔体二4内移动，光栅11是一种由密集﹑等间距平行刻线构成的非常重要的光学器件，分反射和透射两大类，它利用多缝衍射和干涉作用﹐将射到光栅11上的光束按波长的不同进行色散﹐再经成像镜聚焦而形成光谱，本发明中的光栅11使用的是1000-600um的专用光栅，也可选择其他合适的定向光栅或透射光栅等，定向光栅中选择适当入射角﹐可使所需的波长及其邻近波段的绝大部分(达70％)的光能量集中到预定的光谱级中，能够起到筛选光谱中合适波长的作用，有效减小测试的误差，内腔二4一侧依次固定连接有A/D转换器12、热释电传感器13和夹紧装置二，内腔二4另一侧固定连接有红外光源组件，A/D转换器12可为逐次比较型A/D转换器，如TLC0831的A/D转换器，逐次比较型A/D转换器12由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值，拥有中等级的电路规模，其优点是速度较高、功耗低，热释电传感器13是根据热释电效应制造的传感器，热释电效应是由于温度的变化,热释电晶体和压电陶瓷等会出现结构上的电荷中心相对位移,使它们的自发极化强度发生变化,从而在它们的两端产生异号的束缚电荷的现象，光线从热释电传感器13的窗口进入到传感器内部，并经过内部滤波片到达热释电元件，滤波片对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此只有特定波长的红外信号才能透过滤波片照射在热释电元件上，热释电元件在被光照后，由于热释电元件上下表面收到的光照不同，产生电子并形成电流，产生电信号，电信号从引线引出传递到A/D转换器12，最后输入到控制系统中进行输出。
夹紧装置一包括紧固座14，紧固座14上设有紧固槽15，紧固座14上还设有与紧固槽15相贯通的螺纹孔，螺纹孔螺纹连接有旋钮16，紧固槽15远离螺纹孔的一端和旋钮16靠近紧固槽15的一端均设有橡胶垫17，将光栅11放入紧固槽15内旋紧旋钮16即可对光栅11夹紧，且橡胶垫17的设置能够防止光栅11产生划痕等损伤，能够有效对光栅11进行保护。
夹紧装置二包括两个相适配的固定块一18，固定块一18相对位置设有插槽19，样品用专用的压片机制成压片之后，可以将样品插入到插槽19中进行固定，等待装置进行检测。
红外光源组件包括外壳20，外壳20内设置有卡槽22和固定架23，外壳20通过卡槽22卡接有透镜24，固定架23卡接有红外光源25，红外光源25用于发射红外光线，透镜24设置在红外光源25的光路上，并覆盖红外光源25的光路，使红外光源25发射的红外光线能够均匀地投射到透镜24上，经过透镜24的折射效果能够将发散的红外光线引导成平行的光线，透镜24的设置能够提高红外光源的使用效率，有效集中能量。
壳体1还设有散热孔一26，外壳20还设有散热孔二27，散热孔一26与散热孔二27相适配，散热孔一26与散热孔二27之间设有防尘网28，红外光源25使用的过程中无法将全部的电能都转化为光能，因此在工作过程中会产生一定量热能，溢散在红外光源25的周围，升高温度使红外光源25的使用寿命变短，散热孔一26和散热孔二27的设置能够加快红外光源25附近的热能散失，增长了红外光源25的使用寿命，且防尘网28的设置能够有效防止空气中得灰尘进入到仪器中，防止仪器损坏。
旋转装置包括第一转台29和第二转台30，第一转台29通过固定块二31与第二转台30固定连接，固定块二31上设有万向球轴承32，滑台9还设有电动推杆33，电动推杆33的输出端与万向球轴承32固定连接，万向球轴承32对称的设置在固定块二31靠近中心的位置，两根电动推杆33伸长会沿着固定块二31两侧相反的方向顶动固定块二31旋转，两根电动推杆33缩短会沿着固定块二31两侧相反的方向拉动固定块二31旋转，从而回到初始位置，万向球轴承32的设置能够在固定块二31不断改变位置的状态下，保证电动推杆33的有效输出，使光栅11能够在0°-90°之间进行转动。
还设有转动管34，转动管34依次贯穿第一转台29、固定块二31和第二转台30，转动管34内套接有内管35，内管35与转动管34之间设有转动珠36，内管35一端与滑台9固定连接，当电动推杆33伸长顶动固定块二31旋转时可以带动第一转台29、第二转台30和转动管34以内管35为轴转动，防止第一转台29和第二转台30在转动过程中偏移，内管35另一端固定连接有卡座37，卡座37与夹紧装置一相适配，夹紧装置一与第二滑台30固定连接，夹紧装置一与第二转台30固定连接，第二转台30转动能够带动夹紧装置一转动，从而调节光栅11的角度，卡座37能够防止检修装置时转动珠36掉落，且防止夹紧装置一与第二转台30松动时直接与旋转装置脱落，内管35、转动珠36和转动管34的设置，能够有效地减少转动装置在转动过程中的摩擦力，能够有效地减小耗能，并且能够有效地防止装置因摩擦造成损坏。
还设有控制装置和外部电源，外部电源为整个装置供电，电机7、电动推杆33、A/D转换器12和红外光源25均与所述控制装置电连接，热释电传感器13与A/D转换器12电连接。
本发明的工作过程如下：
进行检测前，先对已知二氧化硅含量的样品进行检测，进行数据的收集和校准，为样品检测进行准备，测试样品时，先取适量样品，将样品使用压片机对样品进行压片，可以将压片后的样品插入到插槽19中进行固定，等待装置进行检测，然后通过电机7和电动推杆33调整光栅11角度，电机7可以带动螺纹杆8转动，螺纹杆8转动通过螺纹可以带动滑台9左右运动，电动推杆33伸长会沿着固定块二31两侧相反的方向顶动固定块二31旋转，固定块二31与第一转台29和第二转台30固定，从而带动第一转台29和第二转台30旋转，第一转台29和第二转台30带动夹紧装置一旋转，从而调整光栅11的旋转角度，两根电动推杆33缩短会沿着固定块二31两侧相反的方向拉动固定块二31旋转，从而带动第一转台29和第二转台30旋转，第一转台29和第二转台30带动夹紧装置一旋转，从而调整光栅11的旋转回到初始位置，万向球轴承32的设置能够在固定块二31不断改变位置的状态下，保证电动推杆33的有效输出，使光栅11能够在0°-90°之间进行转动，然后打开红外光源25用于发射红外光线，透镜24设置在红外光源25的光路上，并覆盖红外光源25的光路，使红外光源25发射的红外光线能够均匀地投射到透镜24上，经过透镜24的折射效果能够将发散的红外光线引导成平行的光线，光栅11可使所需的波长及其邻近波段的绝大部分(达70％)的光能量集中到预定的光谱级中，能够起到筛选光谱中合适波长的作用，有效减小测试的误差，经过筛选之后的红外光线照射在样品上，光线从热释电传感器13的窗口进入到传感器内部，并经过内部滤波片到达热释电元件，滤波片对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此只有特定波长的红外信号才能透过滤波片照射在热释电元件上，热释电元件在被光照后，由于热释电元件上下表面收到的光照不同，产生电子并形成电流，产生电信号，电信号从引线引出传递到A/D转换器12，最后输入到控制系统中进行输出，由于二氧化硅具有良好的透光性，热释电传感器13通过检测热释电元件产生的电流即可完成对样品的透光性的检测，从而能够测定出样品中二氧化硅的含量。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种粉尘游离二氧化硅检测仪，包括壳体(1)，所述壳体(1)通过合页转动连接有盖体(2)，其特征在于：还包括内腔一(3)和内腔二(4)，所述内腔一(3)和内腔二(4)设于所述壳体(1)内部，所述内腔一(3)和内腔二(4)之间设有隔离板(5)，所述隔离板(5)设置有通孔一(6)，所述内腔一(3)内设有电机(7)，所述电机(7)的输出轴固定连接有螺纹杆(8)，所述螺纹杆(8)螺纹连接有滑台(9)，所述滑台(9)上设有转动槽(10)，所述滑台(9)通过转动槽(10)转动连接有旋转装置，所述旋转装置卡接有夹紧装置一，所述夹紧装置一卡接有光栅(11)，所述内腔二(4)一侧依次固定连接有A/D转换器(12)、热释电传感器(13)和夹紧装置二，所述内腔二(4)另一侧固定连接有红外光源组件。
2.根据权利要求1所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：所述夹紧装置一包括紧固座(14)，所述紧固座(14)上设有紧固槽(15)，所述紧固座(14)上还设有与所述紧固槽(15)相贯通的螺纹孔，所述螺纹孔螺纹连接有旋钮(16)。
3.根据权利要求2所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：所述紧固槽(15)远离螺纹孔的一端设有橡胶垫(17)，所述旋钮(16)靠近紧固槽(15)的一端也设有橡胶垫(17)。
4.根据权利要求1所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：所述夹紧装置二包括两个相适配的固定块一(18)，所述固定块一(18)相对位置设有插槽(19)。
5.根据权利要求1所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：所述红外光源组件包括外壳(20)，所述外壳(20)内设置有卡槽(22)和固定架(23)，所述外壳(20)通过所述卡槽(22)卡接有透镜(24)，所述固定架(23)卡接有红外光源(25)。
6.根据权利要求5所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：所述壳体(1)还设有散热孔一(26)，所述外壳(20)还设有散热孔二(27)，所述散热孔一(26)与所述散热孔二(27)相适配，所述散热孔一(26)与所述散热孔二(27)之间设有防尘网(28)。
7.根据权利要求1所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：所述旋转装置包括第一转台(29)和第二转台(30)，所述第一转台(29)通过固定块二(31)与第二转台(30)固定连接，所述固定块二(31)上设有万向球轴承(32)。
8.根据权利要求7所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：所述滑台(9)还设有电动推杆(33)，所述电动推杆(33)的输出端与所述万向球轴承(32)固定连接。
9.根据权利要求7所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：还设有转动管(34)，所述转动管(34)依次贯穿所述第一转台(29)、固定块二(31)和第二转台(30)，所述转动管(34)内套接有内管(35)，所述内管(35)与所述转动管(34)之间设有转动珠(36)，所述内管(35)一端与所述滑台(9)固定连接，所述内管(35)另一端固定连接有卡座(37)，所述卡座(37)与所述夹紧装置一相适配，所述夹紧装置一与所述第二转台(30)固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种粉尘游离二氧化硅检测仪，其特征在于：所述内腔一(3)底部固定连接有挡块一(38)和挡块二(39)，所述挡块一(38)和挡块二(39)均设有通孔二(40)，所述螺纹杆(8)贯穿所述通孔二(40)，所述挡块一(38)和挡块二(39)之间固定连接有滑轨(41)，所述滑轨(41)与所述滑台(9)滑动连接。
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