CN113466096A

CN113466096A - 一种新型直读式粉尘浓度测量仪

Info

Publication number: CN113466096A
Application number: CN202110645509.1A
Authority: CN
Inventors: 葛少成; 平原; 孙丽英; 张小伟; 陈曦; 康健婷
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2041-06-10
Also published as: CN113466096B

Abstract

本发明公开了一种新型直读式粉尘浓度测量仪，括壳体、采样装置、涡街流量计、脱尘型通水气动膜、海绵滤筒、重量传感器、电动抽气泵、中央处理器、电池、显示及按键单元。电动抽气泵作为动力源使含尘空气通过采样装置、涡街流量计、脱尘型通水气动膜、海绵滤筒、重量传感器、电动抽气泵等以上装置。通过并联滤膜采样和脱尘型通水气动膜采样，处理器进行处理计算，可以滤除水雾在粉尘浓度检测中产生的干扰，更加精确地在显示屏上读取到空气中的粉尘浓度值。

Description

一种新型直读式粉尘浓度测量仪

技术领域

本发明属于粉尘防治技术领域，特别是涉及一种新型直读式粉尘浓度测量仪，用于煤矿或其它粉尘作业环境直接测量总粉尘和呼吸性粉尘浓度。

背景技术

目前，已经存在并广泛使用称重测量方法的粉尘浓度测量仪，它的采样头分为总粉尘浓度采样头和呼吸性粉尘浓度采样头，可以测量总尘和呼尘的浓度；并且在采样头中更换滤膜比较方便；电动抽气泵将粉尘抽取在已知质量的滤膜上，通过称重测量和处理器的处理计算，最后可以在显示屏直接读取粉尘浓度值。然而，在使用过程中发现某种工作场所下所测量的粉尘浓度偏高，它包含了空气中的水雾质量浓度，比如湿度较大的封闭作业场所、喷雾降尘的场所等。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种避免空气中水雾的浓度干扰而影响测量结果精确性的双路直读式粉尘浓度测量仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种新型直读式粉尘浓度测量仪，包括：

壳体、采样装置、涡街流量计、脱尘型通水气动膜、海绵滤筒、重量传感器、电动抽气泵、中央处理器、电池、显示及按键单元；其中，所述壳体内设置通过气体通道依次连接的采样装置、涡街流量计、脱尘型通水气动膜、海绵滤筒、电动抽气泵、中央处理器；所述海绵滤筒上设置重量传感器；显示单元和按键单元安装在壳体外部；所述采样装置中的粉尘采样头安装在壳体一侧；将中央处理器和显示单元进行连接，涡街流量计安装在采样装置与重量传感器之间，电动抽气泵设置于相对粉尘采样头的壳体另一侧。

其中，采样装置5设置两个独立的并联系统；设置两个粉尘采样头，每一粉尘采样头后端分别依次设置滤夹，其中一个滤膜夹用于放置滤膜，另一个滤膜夹用于放置脱尘型通水气动膜；其中，滤膜用于收集所测量工作场所空气中的粉尘，将粉尘进行阻隔；脱尘型通水气动膜用于将空气中含有的水雾和粉尘进行筛选、分离。

其中，采样装置的两个粉尘采样头分别为全尘采样头和呼尘采样头。

其中，脱尘型通水气动膜用于通过水雾分子，称量采样前后滤膜及海绵滤管的质量变化。

其中，涡街流量计用于测量气体、蒸汽或液体的体积流量。

其中，重量传感器为轮辐式重量传感器，中间设置不影响所述重量传感器测量的小型通道。

其中，重量传感器固定连接于滤膜及海绵滤筒下方，空气及通过水雾分子的海绵滤筒触碰重量传感器，重量传感器将质量信号转变成电信号，从而显示重量。

其中，中央处理器作为运算和控制核心，用于信息处理和控制程序运行；中央处理器通过对按键单元设置的参数进行工作，对涡街流量计测得的体积流量、滤膜收集到的粉尘重量及脱尘型通水气动膜通过的水分子重量数据进行处理，并计算出所测量空气中粉尘浓度。

其中，电动抽气泵使用双向抽气泵。

其中，壳体外表面有滤膜插孔、脱尘型通水气动膜插孔及流量指示表；所述显示单元为设置于壳体上且与中央处理器连接的显示屏；所述按键单元为设置于壳体上且与中央处理器连接的按键。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明由于并联滤膜采样和脱尘型通水气动膜采样装置，滤膜用来收集所测量工作场所空气中的粉尘，将粉尘进行阻隔；脱尘型通水气动膜用来将空气中含有的水雾和粉尘进行筛选、分离。在两采样系统后连接涡街流量计、脱尘型通水气动膜、（海绵滤筒）重量传感器和处理器，数据经过处理计算，可以滤除水雾在粉尘浓度检测中产生的干扰，更加精确地在显示屏上读取到空气中的粉尘浓度值。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供的一种新型双路直读式粉尘浓度测量仪的结构示意图。

图2是本发明提供的一种新型双路直读式粉尘浓度测量仪中脱尘型通水气动膜的结构示意图。

图3是本发明提供的一种新型双路直读式粉尘浓度测量仪的电路连接示意图。

图4是本发明提供的一种新型双路直读式粉尘浓度测量仪的工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此外所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都将属于本发明保护的范围。

参照附图1-4，本发明提供了一种新型双路直读式粉尘浓度测量仪，包括壳体1，所述壳体内有依次连接的采样装置5，涡街流量计6、海绵滤筒7、重量传感器8、电动抽气泵9，中央处理器10；以及安装在壳体外部的把手4、显示单元2和按键单元3。按键单元包括开关31、“+”号键32、“—”号键33、确认键34、选择键35、查询键36。

采样装置5中的采样头51、52安装在壳体左侧，分别为全尘采样头和呼尘采样头。

气体通道13将采样装置5，涡街流量计6、海绵滤筒7、重量传感器8、电动抽气泵9进行连接，涡街流量计6安装在采样装置5与重量传感器8之间，电动抽气泵9设置于相对粉尘采样头的壳体另一侧。

采样装置设置两个独立的并联系统；设置两个粉尘采样头，每一粉尘采样头后端分别依次设置滤夹，其中一个滤膜夹用于放置滤膜，另一个滤膜夹用于放置脱尘型通水气动膜；所述滤膜用于收集所测量工作场所空气中的粉尘，将粉尘进行阻隔；脱尘型通水气动膜用于将空气中含有的水雾和粉尘进行筛选、分离。

脱尘型通水气动膜是一种及时分离粉尘、抗粉尘黏附、高效通过水雾分子的新型膜结构，用于通过水雾分子，称量采样前后滤膜及海绵滤管的质量变化。

如图2所示，脱尘型通水气动膜是一种过滤材料，人工合成的脱尘型织布纤维，充当物理屏障且能通过水雾，将粉尘分离在脱尘型通水气动膜一侧且抗粉尘黏附；中间为亲水性基团高分子聚合物，达到选择性交换物质的作用，能够实现完全、高效通过水雾分子及溶液小粒径雾滴；最后为分子蛋白气动膜层，抽气泵开始工作，在负压作用下膜层内部发生旋转流动，使水雾分子快速高效通过，产生气动效果。

脱尘型通水气动膜是以电动抽气泵负压作用为推动力，充当物理屏障及时分离粉尘，同时具有高吸水性功能的新型膜结构。具有选择透过性，相比现有膜结构，脱尘型通水气动膜能够实现完全、快速、高效通过水雾分子、溶液小粒径雾滴，同时抗粉尘黏附。适用于粉尘浓度测量技术领域，尤其在湿度大的场所。

涡街流量计6用于测量气体、蒸汽或液体的体积流量。

其中，重量传感器8为轮辐式重量传感器，中间设置不影响重量传感器测量的小型通道。

重量传感器8固定连接于滤膜及海绵滤筒7下方，空气及通过水雾分子的海绵滤筒7触碰重量传感器8，重量传感器8将质量信号转变成电信号，从而显示重量。

中央处理器10作为运算和控制核心，用于信息处理和控制程序运行；中央处理器10通过对按键单元3设置的参数进行工作，对涡街流量计6测得的体积流量、滤膜收集到的粉尘重量及脱尘型通水气动膜通过的水分子重量数据进行处理，并计算出所测量空气中粉尘浓度。

电路控制如图3所示，中央处理器10连接电池11、显示单元2、按键单元3及存储设备12；脱尘型通水气动膜采样头52、涡街流量计6、脱尘型通水气动膜16、海绵滤筒7、重量传感器8及电动抽气泵9通过气体通道13依序连接；

中央处理器10还连接重量传感器8和涡街流量计6，重量传感器8上端连接海绵滤筒7一端，海绵滤筒7另一端设置脱尘型通水气动膜16。

工作原理如图4所示。在实际测量过程中，将直读式粉尘浓度测量仪放在检测粉尘浓度的作业场所内相应的位置，将仪器从工具箱中取出来，并将滤膜、脱尘型通水气动膜16安装在滤膜夹上，插入滤膜插孔14。此时把对应的采样头5安装在壳体1的左侧，脱尘型通水气动膜采样头52安装在下方，全尘或呼尘采样头51安装在上方，按下开关键31使仪器开始工作。通过显示单元2和按键单元3进行参数设置，按确定键34确认。

双头电动抽气泵9会产生吸力并通过采样装置5来对外部的气体进行抽取，同时抽取后气体会流入气体通道13，涡街流量计6是测量气体、蒸汽或液体的体积流量；并与滤膜进行接触，同时滤膜会对空气中的灰尘进行阻隔，接着重量传感器8会对滤膜顶部灰尘的重量进行测量并输入至中央处理器10，进行下一步的数据处理和运算。

双头电动抽气泵9得到指令后，进行抽气，使得含尘空气经采样装置5中的脱尘型通水气动膜，空气中含有的水雾分子通过脱尘型通水气动膜，粉尘被分离在脱尘型助水气动膜的左侧，此时的水雾分子经过已知质量的海绵滤筒7，海绵滤筒7发挥过滤水雾的作用，将水雾分子吸附在筒壁内侧，海绵滤筒7的重量增加，轮辐式重量传感器8感知到重量的增加，把质量信号转换为重量信号传输到中央处理器10，进行下一步的数据处理和运算。整体的电路及电路结构通过电池11进行供电。

中央处理器10将上述的数据进行差值处理，最终我们可以在显示单元2上读取和查询测量到的粉尘浓度。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，包括：壳体、采样装置、涡街流量计、脱尘型通水气动膜、海绵滤筒、重量传感器、电动抽气泵、中央处理器、电池、显示及按键单元；其中，所述壳体内设置通过气体通道依次连接的采样装置、涡街流量计、脱尘型通水气动膜、海绵滤筒、电动抽气泵、中央处理器；所述海绵滤筒上设置重量传感器；显示单元和按键单元安装在壳体外部；所述采样装置中的粉尘采样头安装在壳体一侧；将中央处理器和显示单元进行连接，涡街流量计安装在采样装置与重量传感器之间，电动抽气泵设置于相对粉尘采样头的壳体另一侧。

2.根据权利要求1所述的基于新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述采样装置设置两个独立的并联系统；设置两个粉尘采样头，每一粉尘采样头后端分别依次设置滤夹，其中一个滤膜夹用于放置滤膜，另一个滤膜夹用于放置脱尘型通水气动膜；其中，所述滤膜用于收集所测量工作场所空气中的粉尘，将粉尘进行阻隔；脱尘型通水气动膜用于将空气中含有的水雾和粉尘进行筛选、分离。

3.根据权利要求2所述的新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，采样装置的两个粉尘采样头分别为全尘采样头和呼尘采样头。

4.根据权利要求2所述的新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，脱尘型通水气动膜用于通过水雾分子，称量采样前后滤膜及海绵滤管的质量变化。

5.根据权利要求1所述的新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，涡街流量计用于测量气体、蒸汽或液体的体积流量。

6.根据权利要求1所述的新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述重量传感器为轮辐式重量传感器，中间设置不影响所述重量传感器测量的小型通道。

7.根据权利要求6所述的新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述重量传感器固定连接于滤膜及海绵滤筒下方，空气及通过水雾分子的海绵滤筒触碰重量传感器，重量传感器将质量信号转变成电信号，从而显示重量。

8.根据权利要求1所述的新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，中央处理器作为运算和控制核心，用于信息处理和控制程序运行；中央处理器通过对按键单元设置的参数进行工作，对涡街流量计测得的体积流量、滤膜收集到的粉尘重量及脱尘型通水气动膜通过的水分子重量数据进行处理，并计算出所测量空气中粉尘浓度。

9.根据权利要求1所述的新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述电动抽气泵使用双向抽气泵。

10.根据权利要求1所述的新型直读式粉尘浓度测量仪，其特征在于，壳体外表面有滤膜插孔、脱尘型通水气动膜插孔及流量指示表；所述显示单元为设置于壳体上且与中央处理器连接的显示屏；所述按键单元为设置于壳体上且与中央处理器连接的按键。