CN206095724U - 一种远程滤膜自动采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远程滤膜自动采样装置，包括壳体，所述壳体的顶部固定有采样头，所述采样头的上端采样口处可拆卸安装有滤膜，所述采样头的下端连接有带流量计的空气采样系统，所述空气采样系统由远程智能控制装置控制，所述壳体上竖直滑动安装有密封压盖，所述密封压盖由升降动力装置驱动，升降动力装置与远程智能控制装置连接，所述密封压盖的下端面与采样头的采样口密封配合。

Description

一种远程滤膜自动采样装置

技术领域

本实用新型涉及一种远程滤膜自动采样装置，用于粉尘浓度监控中。

背景技术

目前大气粉尘浓度监控系统(扬尘监控系统)在运行过程中由于环境工况变化较大，目前的在线粉尘浓度仪(粉尘浓度传感器)均没有做过高低温及各种湿度情况下的粉尘环境模拟试验。目前的在线粉尘浓度仪只是基于实验室工况下的线性校准。在线粉尘浓度仪连接于粉尘浓度监控系统中，在线粉尘浓度仪通过空气采样实时的监测待测环境的粉尘浓度，并将监测的结果远程传输给监控中心平台中，当粉尘浓度传感器超出预设值时会发出报警，提示待测环境现场的浓度超标。虽然粉尘浓度传感器此时监测出此时的粉尘浓度超标，但是由于粉尘浓度传感器的真实的准确性无法保证，因此造成排污单位或当事人会对超标的粉尘浓度值的准确性产生怀疑，这样就执法困难，执法证据不够。因此，为了解决上述的问题，环境监测人员还需要到现场进行采样。滤膜称重法是目前公认的最为准确的粉尘浓度测试方法，环境监测人员需要将简易的滤膜采样装置拿到现场采样，再到试验室分析数据。这种方式的优点是溯源性好，有规程依据。其缺点是工作强度高，没有实时性。当出现浓度超标报警后，监测人员不可能马上到达现场采样，因此滤膜采样和粉尘浓度传感器采样不在同一时间节点，滤膜采样和粉尘浓度传感器采样的粉尘浓度结果依旧存在差异，准确性不够。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种远程滤膜自动采样装置，该自动采样装置与粉尘浓度传感器设置在同一监控现场，并一同连接于原有的粉尘浓度监控系统中，当出现粉尘浓度监测结果超标时，自动采样装置的密封压盖打开进行远程滤膜自动采样，采样结束后密封压盖关闭，这样远程滤膜自动采样装置可远程自动采样，监测的结果的时效性强，结果准确，为环境监控执法提供了准确的依据。

为解决上述第一个技术问题，本实用新型的技术方案是：一种远程滤膜自动采样装置，包括壳体，所述壳体的顶部固定有采样头，所述采样头的上端采样口处可拆卸安装有滤膜，所述采样头的下端连接有带流量计的空气采样系统，所述空气采样系统由远程智能控制装置控制，所述壳体上竖直滑动安装有密封压盖，所述密封压盖由升降动力装置驱动，升降动力装置与远程智能控制装置连接，所述密封压盖的下端面与采样头的采样口密封配合。

作为一种优选的方案，所述壳体上竖直滑动安装有至少两根导杆，所述导杆的上端固定有升降座，所述密封压盖通过连接螺杆可拆卸安装于升降座上，所述密封压盖与升降座之间的间距形成了气体进入空间，所述密封压盖处于采样头的上方，所述导杆与升降动力装置连接。

作为一种优选的方案，所述升降动力装置包括直线驱动装置和底板，所述底板固定于导杆上，所述直线驱动装置安装于底板和壳体之间。

作为一种优选的方案，所述壳体为一个封闭的壳体，所述壳体的底部设置有与每根导杆对应的排气口，每根导杆的下端安装有与排气口密封配合的密封塞，所述直线驱动装置驱动导杆升降带动密封塞在密封压盖关闭时与排气口密封配合，在密封压盖开启时密封塞与排气口分离。

作为一种优选的方案，所述密封塞安装于导杆的下端，所述底板滑动套装于导杆上，导杆上设置有定位台阶，所述底板的上板面与定位台阶定位配合，所述底板与密封塞之间预压有弹簧。

作为一种优选的方案，所述空气采样系统包括采样泵和流量计，所述流量计连接于采样泵的进气口和采样头的出气口之间，所述采样泵的出气口与壳体内腔连通，所述采样泵的和流量计与远程智能控制装置电联接。

采用了上述技术方案后，本实用新型的效果是：由于所述采样头的上端采样口处可拆卸安装有滤膜，所述采样头的下端连接有带流量计的空气采样系统，所述空气采样系统由远程智能控制装置控制，所述壳体上竖直滑动安装有密封压盖，所述密封压盖由升降动力装置驱动，升降动力装置与远程智能控制装置连接，所述密封压盖的下端面与采样头的采样口密封配合。在初始状态时，密封压盖是与采样头的采样口密封配合，而滤膜则安装于采样口内被密封，这样滤膜不会被外界环境污染，确保滤膜在采样前洁净，保证监测结果的准确性。当原有的粉尘浓度监控系统监测粉尘浓度超标报警时，远程智能控制装置远程控制升降动力装置和空气采样系统，使密封压盖上升采样口露出，空气采样系统启动进行采样，采样结束后，空气采样系统停止，密封压盖下降将采样口密封，这样使滤膜与外界再次隔离，从而确保滤膜上不会再附着粉尘，确保监测结果的准确性。这样滤膜采样与粉尘浓度监控系统几乎在同一时间节点中采样，采样时间、采样地点均相同，因此两者结果的对比更具说服力，时效性更高，可作为执法依据。而同时，利用远程滤膜自动采样，无需监测人员时刻准备，只需要在监测人员闲时去更换滤膜即可，减少了工作人员的强度。

又由于所述壳体上竖直滑动安装有至少两根导杆，所述导杆的上端固定有升降座，所述密封压盖通过连接螺杆可拆卸安装于升降座上，所述密封压盖与升降座之间的间距形成了气体进入空间，所述密封压盖处于采样头的上方，所述导杆与升降动力装置连接。因此，升降座会带动密封压盖升降，进而与采样头密封或分离，而当需要更换滤膜时，直接将连接螺杆拆卸，取下密封压盖即可，更换方便。

又由于所述壳体为一个封闭的壳体，所述壳体的底部设置有与每根导杆对应的排气口，每根导杆的下端安装有与排气口密封配合的密封塞，所述直线驱动装置驱动导杆升降带动密封塞在密封压盖关闭时与排气口密封配合，在密封压盖开启时密封塞与排气口分离，这样，进一步提高了壳体内部和空气采样系统的洁净程度，提高远程滤膜自动采样装置的监测结果的准确性。

又由于所述密封塞安装于导杆的下端，所述底板滑动套装于导杆上，导杆上设置有定位台阶，所述底板的上板面与定位台阶定位配合，所述底板与密封塞之间预压有弹簧，该结构可使密封塞的直线运动具有缓冲效果，避免硬碰撞，同时也对直线驱动装置进行保护。

另外本实用新型公开了一种利用远程滤膜自动采样装置的粉尘浓度监控方法，包括以下步骤：

1、将上述的远程滤膜自动采样装置与粉尘浓度监控系统的粉尘浓度传感器一同安装于监测现场，远程滤膜自动采样装置接入粉尘浓度监控系统中，初始状态时采样头的采样口上预安装了已知重量m₁的洁净的滤膜，远程滤膜自动采样装置的密封压盖与采样头配合密封使洁净的滤膜处于密闭的环境中；

2、粉尘浓度监控系统对监测现场进行采样得到实时的粉尘浓度并将监测结果远程传输给监控中心平台；

3、当粉尘浓度监控系统检测监控现场粉尘浓度超标时，监控中心平台报警，并发出启动指令使远程滤膜自动采样装置启动，远程滤膜自动采样装置的密封压盖上升，使采样头的采样口露出，空气采样系统启动进行粉尘气体采样并将采样时的工作参数反馈给监控中心平台储存，远程滤膜自动采样装置采样结束后，密封压盖下降与采样头配合密封使附着有粉尘的滤膜处于密闭的环境中；

4、将采样后的滤膜收取并更换新的滤膜；

5、对采样后的滤膜进行称重得到m₂，将m₂-m₁得出上述采样参数下的粉尘重量Δm，进而计算得到监测现场在监控中心平台报警后一段时间内的的真实粉尘浓度。

其中，优选的，该粉尘浓度监控方法可以实时的对粉尘浓度监控系统的粉尘浓度传感器进行校准，其具体校准方法是：

粉尘浓度监控系统和远程滤膜自动采样装置同时启动对监测现场进行采样，粉尘浓度监控系统的粉尘浓度传感器实时监测单位时间内的粉尘浓度值组，求平均值后得到该时间段内粉尘浓度传感器监测的平均粉尘浓度A₁₁，远程滤膜自动采样装置利用称重法得到的同一单位时间内的平均粉尘浓度A₂₁；更换滤膜后，粉尘浓度监控系统和远程滤膜自动采样装置再次采样后得到平均粉尘浓度A₁₂和A₂₂；按照上述的方法得到n个不同时间段平均粉尘浓度A₁₃和A₂₃、A₁₄和A₂₄、A₁₅和A₂₅、……、A_1n和A_2n，粉尘浓度监控系统得到的平均浓度A₁₁、A₁₂、A₁₃、……、A_1n构成了曲线B₁，远程滤膜自动采样装置得到的平均浓度A₂₁、A₂₂、A₂₃、……、A_2n构成了曲线B₂，通过调整校准系数使曲线B₁与B₂尽量吻合。

优选的，该粉尘浓度监控方法中，远程滤膜自动采样装置中的壳体在不工作时为密封状态，壳体内储存多个备用的洁净的滤膜。

优选的，该粉尘浓度监控方法中，远程滤膜自动采样装置的滤膜可自动更换。

采用了上述技术方案后，本实用新型的效果是：该远程滤膜自动采样装置与目前现有粉尘浓度监控系统配套使用，现有的粉尘浓度监控系统利用粉尘浓度传感器时刻对监控现场进行采样得到实时的粉尘浓度，并将监测结果和监测参数反馈到监控中心平台中，当监测结果超标时报警，此时远程滤膜采样装置启动使采样口打开采样，采样结束后密封压盖关闭密封使滤膜处于密封状态，避免外界粉尘污染，确保监测结果的准确性，该粉尘浓度监控方法极大的提高了监测结果的准确性和时效性，为执法提供了可靠的依据。

另外，该粉尘浓度监控方法可利用远程滤膜自动采样装置在监控现场对粉尘浓度传感器进行校准，避免了粉尘浓度传感器在实验室环境下校准的局限性，使粉尘浓度传感器的准确性更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例中密封压盖关闭时的结构剖视图；

图2是本实用新型实施例中密封压盖打开时的结构剖视图；

附图中：1.壳体；2.升降座；3.采样头；4.滤膜；5.密封压盖；6.连接螺杆；7.导杆；8.流量计；9.电磁阀；10.采样泵；11.底板；12.电机；13.弹簧；14.密封塞；15.排气口；16.丝杠。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，一种远程滤膜自动采样装置，包括壳体1，所述壳体1的顶部固定有采样头3，采样头3为目前粉尘浓度滤膜采样的标准采样头3，所述采样头3的上端采样口处可拆卸安装有滤膜4，其可拆卸安装一般是采样螺纹连接，所述采样头3的下端连接有带流量计8的空气采样系统，所述空气采样系统由远程智能控制装置控制，所述空气采样系统包括采样泵10和流量计8，所述流量计8和采样泵10均设置于采样管路中，流量计8通过采样管路连接于采样泵10的进气口和采样头3的出气口之间，所述采样泵10的出气口与壳体1内腔连通，所述采样泵10的和流量计8与远程智能控制装置电联接。该远程智能控制装置一般优选的是与现有的粉尘浓度监测系统共用，从而节省成本，当然，也不排除可以单独设置一套远程智能控制装置。

所述壳体1上竖直滑动安装有密封压盖5，所述密封压盖5由升降动力装置驱动，升降动力装置与远程智能控制装置连接，所述密封压盖5的下端面与采样头3的采样口密封配合。

本实用新型中提到的上下是按照图1中的摆放状态确定的，图纸的上部为上，下部为下。

如图1和图2所示，所述壳体1上竖直滑动安装有至少两根导杆7，所述导杆7的上端固定有升降座2，所述密封压盖5通过连接螺杆6可拆卸安装于升降座2上，所述密封压盖5与升降座2之间的间距形成了气体进入空间，所述密封压盖5处于采样头3的上方，所述导杆7与升降动力装置连接。升降动力装置带动导杆7升降即可带动密封压盖5关闭或打开。而密封压盖5和升降座2之间的气体进入空间正好与目前现有的粉尘浓度监测系统中的粉尘浓度传感器的采样时的空气进入状态相同，从而进一步保证滤膜采样和粉尘浓度传感器采样时状态相同，结果对比的准确度更高。本实施例中，所述升降动力装置包括直线驱动装置和底板11，所述底板11固定于导杆7上，所述直线驱动装置安装于底板11和壳体1之间，该直线驱动装置包括电机12和丝杠16螺母机构，该丝杠16螺母机构的丝杠16与电机12输出轴连接，丝杠16螺母机构的螺母固定于壳体1的底部，电机12固定于底板11上切倒置，电机12转动就带动丝杠16转动从而带动底板11轴向移动完成导杆7的升降。当然，直线驱动装置也可采用其他类似结构，例如气缸。

所述壳体1为一个封闭的壳体1，所述壳体1的底部设置有与每根导杆7对应的排气口15，每根导杆7的下端安装有与排气口15密封配合的密封塞14，所述直线驱动装置驱动导杆7升降带动密封塞14在密封压盖5关闭时与排气口15密封配合，在密封压盖5开启时密封塞14与排气口15分离。所述密封塞14安装于导杆7的下端，所述底板11滑动套装于导杆7上，导杆7上设置有定位台阶，所述底板11的上板面与定位台阶定位配合，所述底板11与密封塞14之间预压有弹簧13。本实施例中，每根导杆7上的弹簧13为两个，导杆7上设置有凸台，底板11与凸台之间、密封塞14与凸台之间均设置弹簧13，缓冲效果更好。

该密封的壳体1一方面可以确保壳体1内部器件的工作环境确保长期稳定的工作，起到防水防尘的效果，另一方面由于远程滤膜采样装置需要长时间的放置在粉尘浓度监测现场，因此，密封的壳体1可避免空气从采样泵10的出气口进入而附着在滤膜4上，减少滤膜采样结果的误差。

当然，该壳体1也可并非一定是需要完全封闭，其壳体1还可是其他结构，例如框架结构，只是会具有一定的监测误差，但是也可在空气采样系统的采样管路上设置电磁阀9，避免粉尘污染。本实施例中优选的，将壳体1制作成密封壳体1，并同时设置了电磁阀9。

另外，本实用新型还公开了一种利用远程滤膜自动采样装置的粉尘浓度监控方法，包括以下步骤：

1、将上述的远程滤膜自动采样装置与粉尘浓度监控系统的粉尘浓度传感器一同安装于监测现场，远程滤膜自动采样装置接入粉尘浓度监控系统中，初始状态时采样头3的采样口上预安装了已知重量m₁的洁净的滤膜4，远程滤膜自动采样装置的密封压盖5与采样头3配合密封使洁净的滤膜4处于密闭的环境中；

2、粉尘浓度监控系统对监测现场进行采样得到实时的粉尘浓度并将监测结果远程传输给监控中心平台；

3、当粉尘浓度监控系统检测监控现场的粉尘浓度超标时，监控中心平台报警，在实际操作过程中，可设置粉尘浓度持续超标一段时间后才报警，这样可更好的反应监测现场的实际粉尘浓度状态，监控中心平台报警后会发出启动指令使远程滤膜自动采样装置启动，远程滤膜自动采样装置的密封压盖5上升，使采样头3的采样口露出，空气采样系统启动进行粉尘气体采样并将采样时的工作参数反馈给监控中心平台储存，远程滤膜自动采样装置采样结束后，密封压盖5下降与采样头3配合密封使附着有粉尘的滤膜4处于密闭的环境中；

4、将采样后的滤膜4收取并更换新的滤膜4；

5、对采样后的滤膜4进行称重得到m₂，将m₂-m₁得出上述采样参数下的粉尘重量Δm，进而计算得到监测现场在监控中心平台报警后一段时间内的的真实粉尘浓度。

其中，优选的，该粉尘浓度监控方法可以实时的对粉尘浓度监控系统的粉尘浓度传感器进行校准，其具体校准方法是：

粉尘浓度监控系统和远程滤膜自动采样装置同时启动对监测现场进行采样，粉尘浓度监控系统的粉尘浓度传感器实时监测单位时间内的粉尘浓度值组，求平均值后得到该时间段内粉尘浓度传感器监测的平均粉尘浓度A₁₁，远程滤膜自动采样装置利用称重法得到的同一单位时间内的平均粉尘浓度A₂₁；更换滤膜4后，粉尘浓度监控系统和远程滤膜自动采样装置再次采样后得到平均粉尘浓度A₁₂和A₂₂；按照上述的方法得到n个不同时间段平均粉尘浓度A₁₃和A₂₃、A₁₄和A₂₄、A₁₅和A₂₅、……、A_1n和A_2n，粉尘浓度监控系统得到的平均浓度A₁₁、A₁₂、A₁₃、……、A_1n构成了曲线B₁，远程滤膜自动采样装置得到的平均浓度A₂₁、A₂₂、A₂₃、……、A_2n构成了曲线B₂，通过调整校准系数使曲线B₁与B₂尽量形状吻合，这样，该粉尘浓度传感器就在实际的浓度监测现场进行校准，避免了实验室环境模拟校准的局限性，提高了准确度。

优选的，该粉尘浓度监控方法中，远程滤膜自动采样装置中的壳体1在不工作时为密封状态，壳体1内储存多个备用的洁净的滤膜4。远程滤膜自动采样装置的滤膜4可自动更换，当然也可人工更换，而自动更换的方法可采用机械手更换或者其他的本领域技术人员常规思维得到的更换方式。

该远程滤膜自动采样装置是扬尘监控系统的一个搭档，既解决了粉尘超标后可以实时采样留作证据，又可以在平时根据现场情况来实时标定粉尘浓度监控系统。由于该远程滤膜自动采样装置的便利和及时性，工作人员可以根据需要，定期做采样对比。比如，在建筑工地开始土方作业时，粉尘浓度相对较高，这是可以选取一个浓度点对粉尘浓度传感器做一个实时比对。由于粉尘浓度传感器的数据在监控中心平台上查询，远程滤膜自动采样装置可以多台同时比对，集中收集到试验室再进行分析。按照这种方法，当选取不同浓度点进行比对后就可以得到相关的线性曲线。还可以根据季节、温湿度的不同做相关的线性比对。

以上所述实施例仅是对本实用新型的优选实施方式的描述，不作为对本实用新型范围的限定，在不脱离本实用新型设计精神的基础上，对本实用新型技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种远程滤膜自动采样装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体的顶部固定有采样头，所述采样头的上端采样口处可拆卸安装有滤膜，所述采样头的下端连接有带流量计的空气采样系统，所述空气采样系统由远程智能控制装置控制，所述壳体上竖直滑动安装有密封压盖，所述密封压盖由升降动力装置驱动，升降动力装置与远程智能控制装置连接，所述密封压盖的下端面与采样头的采样口密封配合。

2.如权利要求1所述的一种远程滤膜自动采样装置，其特征在于：所述壳体上竖直滑动安装有至少两根导杆，所述导杆的上端固定有升降座，所述密封压盖通过连接螺杆可拆卸安装于升降座上，所述密封压盖与升降座之间的间距形成了气体进入空间，所述密封压盖处于采样头的上方，所述导杆与升降动力装置连接。

3.如权利要求2所述的一种远程滤膜自动采样装置，其特征在于：所述升降动力装置包括直线驱动装置和底板，所述底板固定于导杆上，所述直线驱动装置安装于底板和壳体之间。

4.如权利要求3所述的一种远程滤膜自动采样装置，其特征在于：所述壳体为一个封闭的壳体，所述壳体的底部设置有与每根导杆对应的排气口，每根导杆的下端安装有与排气口密封配合的密封塞，所述直线驱动装置驱动导杆升降带动密封塞在密封压盖关闭时与排气口密封配合，在密封压盖开启时密封塞与排气口分离。

5.如权利要求4所述的一种远程滤膜自动采样装置，其特征在于：所述密封塞安装于导杆的下端，所述底板滑动套装于导杆上，导杆上设置有定位台阶，所述底板的上板面与定位台阶定位配合，所述底板与密封塞之间预压有弹簧。

6.如权利要求5所述的一种远程滤膜自动采样装置，其特征在于：所述空气采样系统包括采样泵和流量计，所述流量计连接于采样泵的进气口和采样头的出气口之间，所述采样泵的出气口与壳体内腔连通，所述采样泵的和流量计与远程智能控制装置电联接。