CN116429505A - 一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，包括设备箱体以及分布在设备箱体内的进出纸系统和环境模拟系统，设备箱体外侧连接有收集系统和换气系统。本发明通过传送带的传输在设备箱体内部实现动态进纸取纸，实现颗粒物连续采集，且减少对实验环境的干扰；采用PLC控制系统，集成度更高，通过编程形成控制面板，方便集中控制设备内的温度、湿度、光照、气流运动及闪电等多变环境变量，进行环境模拟；具有高集成度的特点且适用于办公室用激光打印机，设计了动态进纸取纸的结构，极大提高了操作的便利性。
Description
技术领域
本发明属于打印机领域，尤其涉及一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统。
背景技术
随着经济的发展，打印机已经成为人们办公室常用的工具，同时也是室内环境中颗粒污染物的主要来源。它产生的颗粒物对人体的健康存在着潜在的危害，因此针对打印机颗粒物的研究应该受到重视。从已知的文献中可以得知，打印机所排放的颗粒污染物主要是细颗粒物(20-200nm占大多数)，其成分为挥发性有机物、碳粉颗粒以及少量的金属元素等。现如今已经存在一些有关激光打印机颗粒物的研究，但许多试验研究装置复杂且操作繁琐，如实验过程中颗粒物多次收集常会频繁拆装实验装置，而拆装过程易影响实验箱内的环境，同时为了恢复原本的实验环境又被迫增加实验步骤等。另外，现有的试验装置体积往往较大，以至将一整个房间都作为实验装置。本发明目的在于设计一种能实现颗粒物连续取样，对颗粒物进行实时在线/离线分析，探究激光打印机颗粒物在模拟大气环境下的演变过程的高集成度系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，在箱体内部增加自动进出纸系统，提高颗粒物采集效率的同时，尽量减小对实验环境的干扰。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，包括设备箱体以及分布在设备箱体内的进出纸系统和环境模拟系统，设备箱体外侧连接有收集系统和换气系统；
进出纸系统包括打印机、第一纸张运输带、第二纸张运输带；第一纸张运输带一端与打印机的入纸口相连，另一端连接有第一储纸箱；第二纸张运输带一端与打印机的出纸口相连，另一端连接有第二储纸箱；
环境模拟系统包括PLC控制器以及与其相连的湿度控制器、闪电模拟器、温度控制器、紫外线灯管、风扇；
收集系统包括依次连通的浓度计、第一流量计、第一控制阀、过滤组件、第一气泵；浓度计输入端连接有集气管，集气管内端穿过设备箱体置于出纸口上方；
换气系统包括零空气发生器和第二流量计，零空气发生器通过第二控制阀与设备箱体相连通，第二流量计一端通过第三控制阀与设备箱体相连通，另一端连接有第二气泵。
进一步地，过滤组件包括微栅和滤膜，微栅作为收集颗粒物的载体，用于制作电子显微镜的观察样本；滤膜用于过滤打印机排放的颗粒物，将所收集颗粒物用于元素分析仪检测。
进一步地，PLC控制器还连接有打印机、第一纸张运输带、第二纸张运输带、浓度计、第一流量计、第一控制阀、第一气泵、零空气发生器、第二流量计、第二控制阀、第三控制阀、第二气泵。
进一步地，收集系统中浓度计与第一流量计之间、第一流量计与第一控制阀之间、第一控制阀与过滤组件之间、过滤组件与第一气泵之间均通过特氟龙管道相连通。
进一步地，闪电模拟器正极安装到设备箱体底部，负极安装到设备箱体顶部。
进一步地，紫外线灯管分布在设备箱体侧壁和上壁。
进一步地，设备箱体采用不锈钢框架，使用有机玻璃作为箱壁。
本发明的有益效果是：
本发明通过传送带的传输在设备箱体内部实现动态进纸取纸，实现颗粒物连续采集，且减少对实验环境的干扰；采用PLC控制系统，集成度更高，通过编程形成控制面板，方便集中控制设备内的温度、湿度、光照、气流运动及闪电等多变环境变量，进行环境模拟；具有高集成度的特点且适用于办公室用激光打印机，设计了动态进纸取纸的结构，极大提高了操作的便利性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的局部结构示意图；
图3是本发明的局部结构示意图；
图4是本发明的PLC控制器系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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发明的限制。
如图1至图3所示的一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，包括设备箱体1以及分布在设备箱体1内的进出纸系统和环境模拟系统，设备箱体1外侧连接有收集系统和换气系统；
进出纸系统包括打印机101、第一纸张运输带103、第二纸张运输带106；第一纸张运输带103一端与打印机101的入纸口102相连，另一端连接有第一储纸箱104；第二纸张运输带106一端与打印机101的出纸口105相连，另一端连接有第二储纸箱107；
环境模拟系统包括PLC控制器108以及与其相连的湿度控制器109、闪电模拟器110、温度控制器111、紫外线灯管112、风扇113；闪电模拟器110正极安装到设备箱体1底部，负极安装到设备箱体1顶部，紫外线灯管112分布在设备箱体1侧壁和上壁，每一侧有四根灯管，提供光反应条件，由PLC控制器108集中控制，设备箱体1采用不锈钢框架，使用有机玻璃作为箱壁；
收集系统包括依次连通的浓度计21、第一流量计22、第一控制阀23、过滤组件24、第一气泵25；浓度计21输入端连接有集气管，集气管内端穿过设备箱体1置于出纸口105上方；过滤组件24包括微栅和滤膜，微栅作为收集颗粒物的载体，用于制作电子显微镜的观察样本；滤膜用于过滤打印机排放的颗粒物，将所收集颗粒物用于元素分析仪检测；收集系统中浓度计21与第一流量计22之间、第一流量计22与第一控制阀23之间、第一控制阀23与过滤组件24之间、过滤组件24与第一气泵25之间均通过特氟龙管道相连通；
换气系统包括零空气发生器32和第二流量计34，零空气发生器32通过第二控制阀31与设备箱体1相连通，第二流量计34一端通过第三控制阀33与设备箱体1相连通，另一端连接有第二气泵35。
PLC控制器108还连接有打印机101、第一纸张运输带103、第二纸张运输带106、浓度计21、第一流量计22、第一控制阀23、第一气泵25、零空气发生器32、第二流量计34、第二控制阀31、第三控制阀33、第二气泵35。
其中，特氟龙管道用于连接收集和换气系统，颗粒物不易在Teflon管道上附着，减少实验偏差；风扇113用于搅动气体，模拟真实环境的空气流动；第一气泵25和第二气泵35用于分别在收集样品和换气时抽气；零空气发生器32用于在换气时供给纯空气或性质稳定的惰性气体；第一流量计22用于检测过滤时的气体流量；浓度计21用于检测过滤时气体中的颗粒物数量浓度；温度控制器111与温度传感器和控制面板结合，用于控制制冷压缩器和加热器的启动，实现对设备箱体1内温度控制；湿度控制器109与湿度传感器和控制面板结合，用于控制设备箱体1内的湿度；闪电模拟器110利用火花塞两电极间的电弧放电原理，上下放有负正两极，通过特斯拉线圈将220V的交流电增压到200000V电压可以击穿5cm的空气，放电由PLC控制器108控制；第一纸张运输带103和第二纸张运输带106负责传送纸张，进纸与出纸，实现动态(连续)打印；第一储纸箱104和第二储纸箱107可大量存储打印机打印时所需要的纸张和打印机打印出的纸张；
具体使用时：
对于收集系统，由第一气泵25抽气，过滤组件24收集，通过浓度计21、第一流量计22检测过滤气体的颗粒物数浓度和流量，每隔固定的时间收集打印机排放的颗粒物；对于换气系统，可以根据实验需要，将实验室内气体恢复至实验前状态，即洁净空气或者与所处环境相同的气体状态。
每个试验阶段采集后，拆下并更换新的滤膜，使用扫描电镜观测用微栅制成的样本颗粒物形貌，使用元素分析仪检测颗粒物元素组成。多次采集并检测后的数据经过对比，整理成数据表格和图像，以此观察颗粒物的演变过程。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，其特征在于：包括设备箱体(1)以及分布在设备箱体(1)内的进出纸系统和环境模拟系统，设备箱体(1)外侧连接有收集系统和换气系统；
进出纸系统包括打印机(101)、第一纸张运输带(103)、第二纸张运输带(106)；第一纸张运输带(103)一端与打印机(101)的入纸口(102)相连，另一端连接有第一储纸箱(104)；第二纸张运输带(106)一端与打印机(101)的出纸口(105)相连，另一端连接有第二储纸箱(107)；
环境模拟系统包括PLC控制器(108)以及与其相连的湿度控制器(109)、闪电模拟器(110)、温度控制器(111)、紫外线灯管(112)、风扇(113)；
收集系统包括依次连通的浓度计(21)、第一流量计(22)、第一控制阀(23)、过滤组件(24)、第一气泵(25)；浓度计(21)输入端连接有集气管，集气管内端穿过设备箱体(1)置于出纸口(105)上方；
换气系统包括零空气发生器(32)和第二流量计(34)，零空气发生器(32)通过第二控制阀(31)与设备箱体(1)相连通，第二流量计(34)一端通过第三控制阀(33)与设备箱体(1)相连通，另一端连接有第二气泵(35)。
2.根据权利要求1所述的一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，其特征在于：过滤组件(24)包括微栅和滤膜，微栅作为收集颗粒物的载体，用于制作电子显微镜的观察样本；滤膜用于过滤打印机排放的颗粒物，将所收集颗粒物用于元素分析仪检测。
3.根据权利要求1所述的一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，其特征在于：PLC控制器(108)还连接有打印机(101)、第一纸张运输带(103)、第二纸张运输带(106)、浓度计(21)、第一流量计(22)、第一控制阀(23)、第一气泵(25)、零空气发生器(32)、第二流量计(34)、第二控制阀(31)、第三控制阀(33)、第二气泵(35)。
4.根据权利要求1所述的一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，其特征在于：收集系统中浓度计(21)与第一流量计(22)之间、第一流量计(22)与第一控制阀(23)之间、第一控制阀(23)与过滤组件(24)之间、过滤组件(24)与第一气泵(25)之间均通过特氟龙管道相连通。
5.根据权利要求1所述的一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，其特征在于：闪电模拟器(110)正极安装到设备箱体(1)底部，负极安装到设备箱体(1)顶部。
6.根据权利要求1所述的一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，其特征在于：紫外线灯管(112)分布在设备箱体(1)侧壁和上壁。
7.根据权利要求1所述的一种用于研究打印机排放颗粒物演变规律的高集成度系统，其特征在于：设备箱体(1)采用不锈钢框架，使用有机玻璃作为箱壁。
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