CN110631971A - β射线颗粒物监测仪的去除干扰装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种β射线颗粒物监测仪的去除干扰装置及方法。去除干扰装置包括：壳体，内部为密闭的空腔，采样机构和采样平台位于空腔内，壳体包括与空腔连通的采样口、进气口和出气口，采样机构的采样管由采样口伸出；加热片，位于空腔内，用于加热；制冷片，位于空腔内，用于制冷；温度传感器，位于空腔内，用于检测空腔内的温度；湿度传感器，位于空腔内，用于检测空腔内的湿度；湿度处理单元，连接壳体的进气口和出气口，用于对空腔内的气体进行加湿或除湿；控制单元，分别连接加热片、制冷片、温度传感器、湿度传感器和湿度处理单元。本公开的去除干扰装置，避免温度、湿度对β射线颗粒物监测仪的影响，提高监测结果的准确性。
Description
技术领域
本公开属于监测设备技术领域，尤其涉及一种β射线颗粒物监测仪的去除干扰装置及方法。
背景技术
大气颗粒物的常用的监测方法有：手工称重法、β射线吸收法、振荡微量天平法。其中，β射线吸收法原理为β射线穿过待测定物质后，其强度衰减程度仅与被穿透物质的质量有关，而与其物理、化学性能无关。
β射线吸收法优点是要求样品量很少，可每小时自动得出一个监测数据，实时反映空气中颗粒物浓度的变化情况，并可进行数据传输，有利于远程监测和自动控制，并极大的减少了人工工作量。因此，β射线法已经成为大气环境颗粒物浓度的连续自动监测仪的主要测量方法之一。
发明内容
本公开提供一种β射线颗粒物监测仪的去除干扰装置及方法，能够对采样平台进行恒温恒湿控制，去除温度、湿度的干扰。
本公开的实施例提供一种β射线颗粒物监测仪的去除干扰装置，所述β射线颗粒物监测仪包括采样机构和采样平台，所述去除干扰装置包括：
壳体，内部为密闭的空腔，所述采样机构和采样平台位于所述空腔内，所述壳体包括与所述空腔连通的采样口、进气口和出气口，所述采样机构的采样管由所述采样口伸出；
加热片，位于所述空腔内，用于加热；
制冷片，位于所述空腔内，用于制冷；
温度传感器，位于所述空腔内，用于检测所述空腔内的温度；
湿度传感器，位于所述空腔内，用于检测所述空腔内的湿度；
湿度处理单元，连接所述壳体的进气口和出气口，用于对空腔内的气体进行加湿或除湿；
控制单元，分别连接所述加热片、制冷片、温度传感器、湿度传感器和湿度处理单元。
根据本公开的一些实施例，所述湿度处理单元包括控制阀、除湿器、加湿器和气泵；所述壳体的出气口连接所述控制阀的进气口；所述控制阀的第一出气口连接所述除湿器进气口，所述控制阀的第二出气口连接所述加湿器进气口；所述除湿器的出气口连接所述气泵的进气口；所述加湿器的出气口连接所述气泵的进气口；所述气泵的出气口连接所述壳体的进气口；所述控制阀、除湿器、加湿器和气泵分别连接所述控制单元。
根据本公开的一些实施例，所述湿度处理单元包括储水罐；所述除湿器包括制冷模块和冷凝管路，所述制冷模块安装在所述冷凝管路的外壁上，所述冷凝管路包括进气口、出气口和出水口，所述控制阀的第一出气口连接所述冷凝管路的进气口，所述冷凝管路的出气口连接所述气泵的进气口，所述冷凝管路的出水口连接所述储水罐的进水口。
根据本公开的一些实施例，所述加湿器包括蒸气发生器和加湿管路，所述加湿管路包括进气口、出气口和蒸气入口，所述储水罐的出水口连接所述蒸气发生器的进水口，所述蒸气发生器的蒸气出口连接所述加湿管路的蒸气入口，所述控制阀的第二出气口连接所述加湿管路的进气口，所述加湿管路的出气口连接所述气泵的进气口。
根据本公开的一些实施例，所述加热片、制冷片、温度传感器和湿度传感器均安装在所述采样平台上。
根据本公开的一些实施例，所述加热片和制冷片的上表面位于所述采样平台的上表面的下方2～5mm处。
本公开的实施例还提供一种利用如上所述的去除干扰装置去除干扰的方法，包括：
所述温度传感器检测所述空腔内的温度，并将检测温度值发送给所述控制单元；若所述检测温度值低于温度预设值，所述控制单元控制所述加热片进行加热；若所述检测温度值高于温度预设值，所述控制单元控制所述制冷片进行制冷；
所述湿度传感器检测所述空腔内的湿度，并将检测湿度值发送给所述控制单元；若所述检测湿度值高于湿度预设值，所述控制单元控制所述湿度处理单元对所述空腔内的气体进行除湿处理；若所述检测湿度值低于湿度预设值，所述控制单元控制所述湿度处理单元对所述空腔内的气体进行加湿处理。
根据本公开的一些实施例，所述若所述检测湿度值高于湿度预设值，所述控制单元控制所述湿度处理单元对所述空腔内的气体进行除湿处理，包括：启动气泵，所述空腔内的气体经所述控制阀进入所述除湿器，所述除湿器对所述气体进行除湿，除湿后的气体经所述气泵进入所述空腔；
所述若所述检测湿度值低于湿度预设值，所述控制单元控制所述湿度处理单元对所述空腔内的气体进行加湿处理，包括：启动气泵，所述空腔内的气体经所述控制阀进入所述加湿器，所述加湿器对所述气体进行加湿，加湿后的气体经所述气泵进入所述空腔。
根据本公开的一些实施例，对所述气体除湿产生的水进入储水罐进行储存。
根据本公开的一些实施例，所述储水罐中的水进入蒸气发生器产生水蒸气，所述水蒸气进入加湿管路对所述气体进行加湿。
本公开的去除干扰装置及方法，将采样平台密封在壳体中，壳体空腔内的温度传感器和湿度传感器可以检测空腔内的温度和湿度；通过加热片、制冷片和湿度处理单元的配合，保证空腔内的温度和湿度为预设值；提高β射线颗粒物监测仪最终的监测准确性。
附图说明
图1是本公开实施例的β射线颗粒物监测仪的去除干扰装置的结构示意图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本公开的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
以下结合附图对本公开的示例实施例进行说明，应当理解，此处所描述的示例实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开
β射线法颗粒物监测仪在监测过程中，样气的温度、湿度会对滤纸带及附着的颗粒物会产生重要影响。具体来说，湿度对同一位置滤纸带在采样前和采样后的计数产生影响，湿度大时，滤纸带吸收了水气，造成计数降低；另一方面，附着的颗粒物也会吸收水汽，导致计数降低，测量结果偏大，偏离实际情况。温度而言，一方面保持温度的恒定，可以保证探测器计数稳定，另一方面防止温度过高造成挥发性有机物的损失，避免测量结果偏小。特别是高温高湿气候条件下这种影响尤为明显。
目前，现有在线β射线法颗粒物监测仪中，没有对采样平台实现恒温恒湿控制的装置，无法保证与手工称重法的条件一致，无法去除高温高湿带来的影响，导致监测数据的不准确。
如图1所示，本公开的实施例提供一种β射线颗粒物监测仪的去除干扰装置。β射线颗粒物监测仪包括采样机构310和采样平台320，采样机构310和采样平台320配合使样气中的颗粒物沉积在滤纸带上，通过β射线实现对颗粒物浓度的监测。另外，β射线颗粒物监测仪还包括滤纸带收放轮330，滤纸收放轮330带动滤纸带移动。去除干扰装置包括：壳体110、加热片120、制冷片130、温度传感器140、湿度传感器150、湿度处理单元200和控制单元(图中未示出)。
壳体110内部为密闭的空腔114，壳体110上设有与空腔114连通的采样口111、进气口112和出气口113。采样机构310和采样平台320位于空腔114内。采样口111位于壳体110的顶端，采样机构的采样管311由采样口111伸出，用于采集环境中的样气。进气口112和出气口113分别位于壳体110的两侧。壳体110还包括样气出口，经过滤纸吸收颗粒物的样气通过样气出口排出。可选地，滤纸带收放轮330也位于空腔114内。
加热片120位于空腔114内，用于加热，若空腔114内的温度低于监测所需的温度，启动加热片120对空腔114进行加热。制冷片130位于空腔114内，用于制冷，若空腔114内的温度高于监测所需的温度，启动制冷片130对空腔114进行制冷。加热片120和制冷片130可选用已有的加热片和制冷片。
温度传感器140位于空腔114内，用于检测空腔114内的温度。湿度传感器150位于空腔114内，用于检测空腔114内的湿度。温度传感器140和湿度传感器150可选用已有的温度传感器和湿度传感器。
湿度处理单元200位于壳体110的外部，连接壳体的进气口112和出气口113。空腔114内的气体经出气口113进入湿度处理单元200，湿度处理单元200对气体进行加湿或除湿处理，经处理后的气体经过进气口112进入空腔114，实现对空腔114内的气体的加湿或除湿。
控制单元分别连接加热片120、制冷片130、温度传感器140、湿度传感器150和湿度处理单元200，用于对各个部件进行控制。控制单元包括处理模块(可为MCU)和存储模块。温度传感器140采集的温度信息和湿度传感器150采集的湿度信息发送给控制单元，处理模块根据存储模块中存储的程序执行对加热片120、制冷片130和湿度处理单元200的控制。
若温度传感器140检测的空腔114内的温度值低于温度预设值，控制单元控制加热片120进行加热。若温度传感器140检测的空腔114内的温度值高于温度预设值，控制单元控制制冷片130进行制冷。
若湿度传感器150检测空腔的湿度值高于湿度预设值，控制单元控制湿度处理单元200对空腔内的气体进行除湿处理。若湿度传感器150检测空腔的湿度值低于湿度预设值，控制单元控制湿度处理单元200对空腔内的气体进行加湿处理。
本实施例的去除干扰装置，将采样平台320密封在壳体110中，壳体空腔114内的温度传感器140和湿度传感器150可以检测空腔114内的温度和湿度，通过加热片120、制冷片130和湿度处理单元200的配合，保证空腔内的温度和湿度为预设值，提高β射线颗粒物监测仪最终的监测准确性。
根据本公开的一个示例的技术方案，湿度处理单元200包括控制阀210、除湿器220、加湿器230和气泵240。本实施例中的控制阀210为两位三通阀，包括进气口、第一出气口和第二出气口，用于控制气体的流向。壳体的出气口113连接控制阀210的进气口。控制阀210的第一出气口连接除湿器220进气口，控制阀210的第二出气口连接加湿器230进气口。除湿器220的出气口连接气泵240的进气口，加湿器230的出气口连接气泵240的进气口。气泵240的出气口连接壳体的进气口112。
控制阀210、除湿器220、加湿器230和气泵240分别连接控制单元。工作时，控制单元控制气泵240启动，将空腔114内的气体抽出，控制阀210控制气体进入除湿器220或加湿器230，经过除湿或加湿的气体由气泵240送入空腔114。
根据本公开的一个示例的技术方案，湿度处理单元200还包括储水罐251。除湿器220包括制冷模块221和冷凝管路222，制冷模块221安装在冷凝管路222的外壁上。控制单元控制制冷模块221的运行。本实施例的制冷模块221可选用半导体制冷片。制冷模块221对冷凝管路222进行冷却，使得经过冷凝管路222的气体中的水变为液态水，降低气体的湿度。冷凝管路222包括进气口、出气口和出水口，控制阀210的第一出气口连接冷凝管路222的进气口，冷凝管路222的出气口连接气泵240的进气口，冷凝管路222的出水口连接储水罐251的进水口。
空腔114内的气体经控制阀210进入除湿器220进行除湿。除湿后的气体经过气泵240进入空腔114，除湿产生的水经冷凝管路222的出水口进入储水罐251。
进一步地，加湿器230包括蒸气发生器231和加湿管路232。控制单元控制蒸气发生器231的运行。储水罐251的出水口连接蒸气发生器231的进水口，加湿管路232包括进气口、出气口和蒸气入口，蒸气发生器231的蒸气出口连接加湿管路232的蒸气入口，控制阀210的第二出气口连接加湿管路232的进气口，加湿管路232的出气口连接气泵240的进气口。
储水罐251的出水口通过两位两通阀252连接蒸气发生器231的进水口，两位两通阀252对水流的启停进行控制。控制单元对两位两通阀252进行控制。
空腔114内的气体经控制阀210进入加湿器230进行加湿。储水罐251的水进入蒸气发生器231后通过电加热产生水蒸气，水蒸气进入加湿管路232与加湿管路232中的气体混合，对气体进行加湿。加湿后的气体经过气泵240进入空腔114。
本实施例中，除湿器220通过单向阀261连接气泵240的进气口，加湿器230通过单向阀262连接气泵240的进气口。
根据本公开的一个示例的技术方案，加热片120、制冷片130、温度传感器140和湿度传感器150均安装在采样平台320上。将加热片120、制冷片130、温度传感器140和湿度传感器150设置在平台上，有利于精准的控制采样平台附近的温度和湿度，提高监测结果的准确性。
进一步地，加热片120和制冷片130的上表面位于采样平台的上表面的下方2～5mm处。可选地，温度传感器140和湿度传感器150位于上表面的下方2～5mm处。
本公开的实施例还提供一种利用如上的去除干扰装置去除干扰的方法，包括：
温度传感器140检测空腔114内的温度，并将检测温度值发送给控制单元。控制单元对比检测温度值和温度预设值(如25℃)。若检测温度值低于温度预设值，控制单元控制加热片进行加热；若检测温度值高于温度预设值，控制单元控制制冷片进行制冷。
湿度传感器150检测空腔114内的湿度，并将检测湿度值发送给控制单元。控制单元对比检测湿度值和湿度预设值(如相对湿度50％)。若检测湿度值高于湿度预设值，控制单元控制湿度处理单元对空腔内的气体进行除湿处理；若检测湿度值低于湿度预设值，控制单元控制湿度处理单元对空腔内的气体进行加湿处理。
根据本公开的一个示例的技术方案，若检测湿度值高于湿度预设值，控制单元控制湿度处理单元对空腔内的气体进行除湿处理，包括：启动气泵240，空腔114内的气体经控制阀210进入除湿器220，除湿器220对气体进行除湿，除湿后的气体经气泵240进入空腔114。
若检测湿度值低于湿度预设值，控制单元控制湿度处理单元对空腔内的气体进行加湿处理，包括：启动气泵240，空腔114内的气体经控制阀210进入加湿器230，加湿器230对气体进行加湿，加湿后的气体经气泵240进入空腔114。
根据本公开的一个示例的技术方案，对气体除湿产生的水进入储水罐251进行储存。
根据本公开的一个示例的技术方案，储水罐251中的水进入蒸气发生器231产生水蒸气，水蒸气进入加湿管路232对气体进行加湿。利用储水罐251，实现除湿产生的水的回收利用，节能环保。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
最后应说明的是：以上所述仅为本公开的示例实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种β射线颗粒物监测仪的去除干扰装置，所述β射线颗粒物监测仪包括采样机构和采样平台，其特征在于，所述去除干扰装置包括：
壳体，内部为密闭的空腔，所述采样机构和采样平台位于所述空腔内，所述壳体包括与所述空腔连通的采样口、进气口和出气口，所述采样机构的采样管由所述采样口伸出；
加热片，位于所述空腔内，用于加热；
制冷片，位于所述空腔内，用于制冷；
温度传感器，位于所述空腔内，用于检测所述空腔内的温度；
湿度传感器，位于所述空腔内，用于检测所述空腔内的湿度；
湿度处理单元，连接所述壳体的进气口和出气口，用于对空腔内的气体进行加湿或除湿；
控制单元，分别连接所述加热片、制冷片、温度传感器、湿度传感器和湿度处理单元。
2.根据权利要求1所述的去除干扰装置，其特征在于，所述湿度处理单元包括控制阀、除湿器、加湿器和气泵；
所述壳体的出气口连接所述控制阀的进气口；
所述控制阀的第一出气口连接所述除湿器进气口，所述控制阀的第二出气口连接所述加湿器进气口；
所述除湿器的出气口连接所述气泵的进气口；
所述加湿器的出气口连接所述气泵的进气口；
所述气泵的出气口连接所述壳体的进气口；
所述控制阀、除湿器、加湿器和气泵分别连接所述控制单元。
3.根据权利要求2所述的去除干扰装置，其特征在于，所述湿度处理单元包括储水罐；
所述除湿器包括制冷模块和冷凝管路，所述制冷模块安装在所述冷凝管路的外壁上，所述冷凝管路包括进气口、出气口和出水口，所述控制阀的第一出气口连接所述冷凝管路的进气口，所述冷凝管路的出气口连接所述气泵的进气口，所述冷凝管路的出水口连接所述储水罐的进水口。
4.根据权利要求3所述的去除干扰装置，其特征在于，所述加湿器包括蒸气发生器和加湿管路，所述加湿管路包括进气口、出气口和蒸气入口，所述储水罐的出水口连接所述蒸气发生器的进水口，所述蒸气发生器的蒸气出口连接所述加湿管路的蒸气入口，所述控制阀的第二出气口连接所述加湿管路的进气口，所述加湿管路的出气口连接所述气泵的进气口。
5.根据权利要求1所述的去除干扰装置，其特征在于，所述加热片、制冷片、温度传感器和湿度传感器均安装在所述采样平台上。
6.根据权利要求2所述的去除干扰装置，其特征在于，所述加热片和制冷片的上表面位于所述采样平台的上表面的下方2～5mm处。
7.一种利用权利要求1～6任意一项所述的去除干扰装置去除干扰的方法，其特征在于，包括：
所述温度传感器检测所述空腔内的温度，并将检测温度值发送给所述控制单元；若所述检测温度值低于温度预设值，所述控制单元控制所述加热片进行加热；若所述检测温度值高于温度预设值，所述控制单元控制所述制冷片进行制冷；
所述湿度传感器检测所述空腔内的湿度，并将检测湿度值发送给所述控制单元；若所述检测湿度值高于湿度预设值，所述控制单元控制所述湿度处理单元对所述空腔内的气体进行除湿处理；若所述检测湿度值低于湿度预设值，所述控制单元控制所述湿度处理单元对所述空腔内的气体进行加湿处理。
8.根据权利要求7所述去除干扰的方法，其特征在于，所述若所述检测湿度值高于湿度预设值，所述控制单元控制所述湿度处理单元对所述空腔内的气体进行除湿处理，包括：启动气泵，所述空腔内的气体经所述控制阀进入所述除湿器，所述除湿器对所述气体进行除湿，除湿后的气体经所述气泵进入所述空腔；
所述若所述检测湿度值低于湿度预设值，所述控制单元控制所述湿度处理单元对所述空腔内的气体进行加湿处理，包括：启动气泵，所述空腔内的气体经所述控制阀进入所述加湿器，所述加湿器对所述气体进行加湿，加湿后的气体经所述气泵进入所述空腔。
9.根据权利要求8所述去除干扰的方法，其特征在于，对所述气体除湿产生的水进入储水罐进行储存。
10.根据权利要求9所述去除干扰的方法，其特征在于，所述储水罐中的水进入蒸气发生器产生水蒸气，所述水蒸气进入所述加湿管路对所述气体进行加湿。
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