CN216747005U - 气溶胶检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种气溶胶检测设备，包括采样装置、检测装置、传送装置、通信元件和控制元件。传送装置连接于采样装置及检测装置，采样装置采集环境中的气溶胶并形成气溶胶样品。传送装置包括滚轮和设置在滚轮上的传送带，传送带至少部分设置在采样装置与检测装置之间，以将气溶胶样品从采样装置运输至检测装置。控制元件与采样装置、检测装置及传送装置中的至少一个电连接，外部终端通过通信元件及控制元件对采样装置、检测装置或传送装置进行控制。本申请通过外部终端并利用无线传送等方式可以将指令信号传递至控制元件，从而对检测设备中的各装置运行参数进行远程控制，进而实现全自动化操作，为偏远地区核辐射检测提供了便利性。

Description

气溶胶检测设备

技术领域

本申请涉及大气环境监测技术领域，尤其涉及气溶胶检测设备。

背景技术

气溶胶是指以固态或液体形式，悬浮在气体介质(通常指空气)中形成的具有统一性质的胶状体系。如果悬浮在气体介质中的微粒物本身具有放射性的话，那么形成的气溶胶也会具有放射性，因此在某些特定环境下需要实时对环境气溶胶进行分析检测。

传统的气溶胶检测系统需要人工到现场收集采样滤膜并控制机器运行，对于位置偏远或环境较为恶劣的某些地区，工作人员无法长期驻留，无法实现实时检测，并且会浪费人力和时间投入，增加投入成本。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种气溶胶检测设备，该检测设备自动采集环境中的气溶胶并对进行检测，并且相关人员通过外部终端能够对检测设备实现远程控制。

为此，本申请实施例提供了一种气溶胶检测设备，包括采样装置、检测装置、传送装置、通信元件和控制元件。传送装置连接于采样装置及检测装置，采样装置采集环境中的气溶胶并形成气溶胶样品。传送装置包括滚轮和设置在滚轮上的传送带，传送带至少部分设置在采样装置与检测装置之间，以将气溶胶样品从采样装置运输至检测装置。控制元件与采样装置、检测装置及传送装置中的至少一个电连接，外部终端通过通信元件及控制元件对采样装置、检测装置或传送装置进行控制。

在一些实施例中，检测设备还包括数据采集器，数据采集器与检测装置电连接，以获取检测结果信息，数据采集器与控制元件或通信元件电连接，以将检测结果传输至外部终端。

在一些实施例中，检测设备还包括电气元件，电气元件包括供电单元和配电单元，配电单元与控制元件、通信元件及数据采集器电连接，配电单元通过控制元件控制采样装置、检测装置或传送装置开启或关闭。

在一些实施例中，采样装置包括吸气组件、气体通道及采样室，吸气组件与气体通道连通，采样室设置于气体通道上，传送带部分设置于采样室内，气溶胶通过吸气组件进入至采样室内并形成气溶胶样品。

在一些实施例中，检测设备包括能谱仪、铅室及电离室中的至少一个。

在一些实施例中，检测设备还包括衰变装置，衰变装置包括衰变室，衰变室设置于采样装置与检测装置之间，以存放气溶胶样品使其进行衰变。

在一些实施例中，检测设备还包括样品切割装置，样品切割装置设置于传送带靠近衰变室的一端，以将气溶胶样品切割至特定形状。

在一些实施例中，检测设备还包括废料回收箱，废料回收箱设置于样品切割装置与衰变室之间。

在一些实施例中，检测设备还包括输送装置，输送装置设置于样品切割装置与检测装置之间，以将切割后的气溶胶样品运输至特定位置。

在一些实施例中，控制元件包括电机驱动单元、采样控制单元、气路控制单元及总控制单元。电气驱动单元与传送装置电连接，以驱动传送装置工作。采样控制单元与采样装置电连接，以驱动采样装置工作。气路控制单元分别与样品切割装置及输送装置电连接，以驱动样品切割装置及输送装置工作。总控制单元分别与电机驱动单元、采样控制单元及气路控制单元电连接，以控制电机驱动单元、采样控制单元及气路控制单元。

本申请实施例的一种气溶胶检测设备，包括采样装置、检测装置、传送装置、通信元件和控制元件，传送装置连接于采样装置及检测装置，以将采样装置中得到的气溶胶样品输送至检测装置进行分析检测。控制元件与采样装置、检测装置及传送装置中的至少一个电连接，并且通信元件与控制元件连接。相关人员通过外部终端并利用无线传送等方式可以将指令信号传递至控制元件，从而对检测设备中的各装置运行参数进行远程控制，进而实现全自动化操作，为偏远地区核辐射检测提供了便利性。另外无需在气溶胶监测区域配置相应人员，有效减少人力和时间的投入，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的气溶胶检测设备的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的气溶胶检测设备的连接框图；

图3是本申请实施例提供的气溶胶检测设备又一种连接框图；

图4是本申请实施例提供的气溶胶检测设备还一种连接框图；

图5是图1所示气溶胶检测设备采用的一种采样装置的结构示意图；

图6是图1所示气溶胶检测设备采用的一种检测装置的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的气溶胶检测设备又一种结构示意图；

图8是本申请实施例提供的气溶胶检测设备还一种连接框图。

标记说明：

1、采样装置；11、吸气组件；12、气体通道；121、进气管；122、出气管；13、采样室；

2、检测装置；21、能谱仪；22、铅室；

3、传送装置；31、滚轮；32、传送带；33、滤纸卷；

4、衰变装置；41、衰变室；

5、样品切割装置；51、滚刀；52、驱动件；

6、废料回收箱；

7、输送装置

10、通信元件；

20、控制元件；201、电机驱动单元；202、采样控制单元；203、气路控制单元；204、总控制单元；

30、外部终端；

40、数据采集器；

50、电气元件；501、供电单元；502、配电单元。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

气溶胶是指任何物质的微粒，可以是固态或液态形式，悬浮在气体介质中形成的具有统一性质的胶状体系，气体介质通常指空气；简单的解释，气溶胶就是悬浮在空气中的微粒，在日常生活中，气溶胶完全充斥着人类的生活环境。如果悬浮在气体介质中的微粒物，本身具有放射性的话，那么形成的气溶胶体系也会具有放射性，放射性气溶胶会对人体健康造成威胁，因此需要气溶胶检测装置对气溶胶进行分析测量。传统的测量方法需要人工将采集到的气溶胶样品送往实验室，在这个过程中存在有难以控制的时间差，因此不利于衰变期较短的核素检测。并且在一些位置偏远或环境较为恶劣的地区，无法保证工作人员长期驻留，因此气溶胶检测时间具有间断性，无法实现实时监测。

请参阅图1和图2，图1为本申请实施例的气溶胶检测设备的结构示意图，图2为本申请实施例的气溶胶检测设备的连接框图，本申请实施例提供了一种气溶胶检测设备，包括采样装置1、检测装置2、传送装置3、通信元件10和控制元件20。

采样装置1用于采集环境中的气溶胶，并形成气溶胶样品，检测装置2对气溶胶样品进行分析测量。采样装置1与检测装置2分别位于整个设备的两端，并通过传送装置3实现功能上的配合。

在本实施例中，采样装置1、传送装置3及检测装置2均安装在站房内，形成流水线式的结构，其中站房在图中未示出，传送装置3连接于采样装置1及检测装置2，传送装置3包括滚轮31和设置在滚轮31上的传送带32，传送带32至少部分设置在采样装置1与检测装置2之间，以将气溶胶样品从采样装置1运输至检测装置2。采样装置1形成的气溶胶样品通过传送带32实现自动搬运。在一些可选实施例中，传送带32本身即为用于制作气溶胶样品的滤膜或者滤纸，在采样装置1相对远离检测装置2的一侧设置有滤纸卷33用于提供滤纸，滤纸卷33伸出端沿特定轨迹先后到达采样装置1和检测装置2，滚轮31由电机驱动转动并带动传送带32移动，滚轮31可以设置有一个或者多个，传送带32到达采样装置1后，采样装置1将收集到的环境气溶胶输送到传送装置3上，气溶胶吸附在传送带32上形成气溶胶样品，并通过滚轮31移动到检测装置2进行分析检测。本申请对滚轮31和传送带32的结构和位置不作限定，只要满足滚轮31可以带动传送带32从采样装置1运送至检测装置2即可。

在本实施例中，控制元件20与采样装置1、检测装置2及传送装置3中的至少一个电连接，外部终端30通过通信元件10及控制元件20对采样装置1、检测装置2或传送装置3进行控制。控制元件20用于控制采样装置1、检测装置2或传送装置3的运行参数，示例性地，控制元件20与采样装置1、检测装置2及传送装置3均电连接，检测设备通过控制元件20实现自动化运行。同时通信元件10与控制元件20之间电连接，通信元件10由有线传输设备、工业级无线路由器以及数据传输系统等相关必要附件构成。通信元件10可通过有线或无线等方式与外部终端30通信连接，即外部终端30可以通过通信元件10对检测设备进行远程操控。

本申请实施例可以实现远程自动化控制，相关人员通过外部终端30并利用无线传送等方式可以将指令信号传递至控制元件20，从而对检测设备中的各装置运行参数进行远程控制，进而实现全自动化操作，为偏远地区核辐射检测提供了便利性，另外无需在气溶胶监测区域配置相应人员，有效减少人力和时间的投入，降低成本。

在一些实施例中，请参阅图3，检测设备还包括数据采集器40，数据采集器40与检测装置2电连接，以获取检测结果信息，数据采集器40与控制元件20或通信元件10电连接，以将检测结果传输至外部终端30。数据采集器40用于检测并存储一些必要信息，另外数据采集器40除了与检测装置2连接外，还可以与采样装置1、传送装置3等进行连接，因此数据采集器40采集到的数据除检测结果信息外还可以包括检测设备的运行情况及监测站房的基础信息等。数据采集器40将实时检测结果数据、设备状态数据以及站房状态数据等存储在本地数据库中，并长期保存，存储的实时检测结果数据通过通信元件10传送至外部终端30，或者送往省级或国家级数据汇总中心。同时数据采集器40还可以提供用于分析检测结果的各种应用功能，包括数据实时显示、数据录入、数据报警、数据分析统计等，本申请对数据采集器40的具体功能不作限定。

在一些实施例中，请参阅图4，检测设备还包括电气元件50，电气元件50包括供电单元501和配电单元502，配电单元502与控制元件20、通信元件10及数据采集器40电连接，配电单元502通过控制元件20控制采样装置1、检测装置2或传送装置3开启或关闭。电气元件50中的供电单元501为检测设备中的各个部件提供能源，配电单元502与控制元件20配合使用，从而对供电单元501向采样装置1、检测装置2或传送装置3输送的电流大小进行间接控制。

在一些实施例中，请参阅图5，采样装置1包括吸气组件11、气体通道12及采样室13，吸气组件11与气体通道12连通，采样室13设置于气体通道12上，传送带32部分设置于采样室13内，气溶胶通过吸气组件11进入至采样室13内形成气溶胶样品。吸气组件11将环境中的空气吸入至气体通道12中，可选地，吸气组件11可以为吸气泵，气体通道12包括进气管121和出气管122，进气管121与出气管122分别安装在吸气组件11的进口端和出气端，进气管121远离吸气组件11的一端穿出站房顶部与外界环境连通。采样室13位于进气管上，传送带32部分位于采样室13内，外界环境中的气体在吸气组件11的驱动下进入进气管121，然后移动至采样室13内，传送装置3的传送带32将气体中的气溶胶截留形成气溶胶样品，其余气体部分则通过出气管122排出站房。

在一些实施例中，请参阅图6，检测装置2包括能谱仪21、铅室22及电离室中的至少一个。能谱仪21包括有高纯锗谱仪及碘化钠谱仪，其中高纯锗谱仪包括数字化多道分析器、高纯锗探测器、电制冷装置及配套软件组成。主要用于对采集到的气溶胶样品进行分析测量，识别样品中的核素信息、获取样品核素活度。碘化钠谱仪能够对环境中γ核素进行分析，识别核素种类，并计算核素剂量率贡献。借助碘化钠谱仪，检测设备可以实现全天候在线监测及核素分析。

铅室22可以为低本底自动化铅室，用来保证检测设备工作时处在一个本底比较低的环境中，降低自然环境对检测结果造成的影响。在整个工作流程中，铅室门在控制元件逻辑下可以自动打开或关闭，工作稳定可靠。

电离室(图中未示出)是一种高灵敏度、高性能的辐射监测装置，主要用于实现环境常规γ辐射、核辐射早期报警及核事故应急监测。

在一些可选实施例中，检测装置2还可以包括自动气象站，自动气象站包括超声波传感器、雨量计、气象杆及配件组成，可同时监测大气温度、风速、风向、气压、雨量等诸多气象要素，为气溶胶辐射检测结果数据的综合分析提供气象数据依据。

在一些实施例中，请参阅图7，检测设备还包括衰变装置4，衰变装置4包括衰变室41，衰变室41设置于采样装置1与检测装置2之间，以存放气溶胶样品使其进行衰变。天然铀、钍放射系中的衰变子体形成的气溶胶是最主要的天然放射性气溶胶，因此在气溶胶检测过程中需要遵循放射性物质的某些衰变规律。衰变室41用于存放气溶胶样品使其进行一定时长的衰变，可选地，衰变装置4包括计时组件，控制元件20与衰变装置4电连接负责控制气溶胶样品的衰变时长。相较于现有的检测设备，本实施例中的检测设备可以根据环境情况，对气溶胶样品的衰变时间进行控制调节，满足不同衰变期核素检测的需求，保证测量结果数据安全可靠。

在一些实施例中，请参阅图7，检测设备还包括样品切割装置5，样品切割装置5设置于传送带32靠近衰变室41的一端，以将气溶胶样品切割至特定形状。采样装置1采集得到的气溶胶样品形状各异，需要先将其切割成特定形状的标准样品，然后才能放置到衰变室41中进行衰变，因此在传送带32靠近衰变室41的一端，即采样装置1与衰变装置4之间设置有样品切割装置5。可选地，样品切割装置5由控制元件20控制运动，样品切割装置5包括滚刀51及与滚刀51相连的驱动件52，驱动件52带动滚刀51上下移动，以对气溶胶样品进行切割形成标准样品。其中，驱动件52可以为电机或者气缸等气路驱动元件，本申请对此不作限定。

在一些实施例中，检测设备还包括废料回收箱6，废料回收箱6设置于样品切割装置5与衰变室41之间。样品切割装置5对气溶胶样品进行切割并形成标准样品，剩余的样品残渣借助传送带最终落入废料回收箱6中，进而保证检测设备整体洁净，防止气溶胶样品移动过程中出现堵塞，延长使用时间。

在一些实施例中，检测设备还包括输送装置7，输送装置7设置于样品切割装置5与检测装置2之间，以将切割后的气溶胶样品运输至特定位置。输送装置7由控制元件20控制运动，示例性地，输送装置7为气嘴传动，即气溶胶样品切割后的运送、衰变室41中的取放以及样品制备后的传送均使用气嘴实现。另外在样品切割装置5及输送装置7的各个动作中，均有相应的传感器对相关动作的执行情况进行监测和反馈，通过闭环控制，提高整个检测设备的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，请参阅图8，控制元件20包括电机驱动单元201、采样控制单元202、气路控制单元203以及总控制单元204。电机驱动单元201与传送装置3电连接，以驱动传送装置3工作；采样控制单元202与采样装置1电连接，以驱动采样装置1工作；气路控制单元203与样品切割装置5及输送装置7电连接，以驱动样品切割装置5及输送装置7工作；总控制单元204与电机驱动单元201、采样控制单元202及气路控制单元203电连接，以控制电机驱动单元201、采样控制单元202及气路控制单元203。

控制元件20内包括有多个部件，分别控制检测设备中的不同的装置。传送装置3中的滚轮31由电极负责驱动转动，电机驱动单元201通过控制电机从而调节滚轮31的转动速率，进而改变传送带32的移动速度。采样控制单元202通过与采样装置1中的吸气组件11电连接，从而实现对气溶胶采集速率的调节。检测设备中的样品切割装置5以及输送装置7中均为气路控制，具体地说，样品切割装置5中滚刀51的上下运动与转向由气压控制，输送装置7中气嘴带动样品的移动过程也是由气路控制，气路控制单元203通过对气路系统的控制来实现气溶胶样品的切割和运输。总控制单元204一方面负责对电机驱动单元201、采样控制单元202、气路控制单元203进行整体管控，保证检测设备运行平稳；另一方面，总控制单元204还与数据采集器40、通信元件10以及电气元件50等电连接，起到数据传输存储的作用。

由此，本申请实施例提供了一种气溶胶检测设备，包括采样装置、检测装置、传送装置、通信元件和控制元件，传送装置连接于采样装置及检测装置，以将采样装置中得到的气溶胶样品输送至检测装置进行分析检测。控制元件与采样装置、检测装置及传送装置中的至少一个电连接，并且通信元件与控制元件相连接。相关人员通过外部终端并利用无线传送等方式可以将指令信号传递至控制元件，从而对检测设备中的各装置运行参数进行远程控制，进而实现全自动化操作，为偏远地区核辐射检测提供了便利性。另外无需在气溶胶监测区域配置相应人员，有效减少人力和时间的投入，降低成本。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种气溶胶检测设备，其特征在于，包括采样装置、检测装置、传送装置、通信元件和控制元件，所述传送装置连接于所述采样装置及所述检测装置，所述采样装置采集环境中的气溶胶，并形成气溶胶样品，所述传送装置包括滚轮和设置在所述滚轮上的传送带，所述传送带至少部分设置在所述采样装置与所述检测装置之间，以将所述气溶胶样品从所述采样装置运输至所述检测装置，所述控制元件与所述采样装置、所述检测装置及所述传送装置中的至少一个电连接，外部终端通过所述通信元件及所述控制元件对所述采样装置、所述检测装置或所述传送装置进行控制。

2.根据权利要求1所述的气溶胶检测设备，其特征在于，还包括数据采集器，所述数据采集器与所述检测装置电连接，以获取检测结果信息，所述数据采集器与所述控制元件或所述通信元件电连接，以将所述检测结果传输至所述外部终端。

3.根据权利要求2所述的气溶胶检测设备，其特征在于，还包括电气元件，所述电气元件包括供电单元和配电单元，所述配电单元与所述控制元件、所述通信元件及所述数据采集器电连接，所述配电单元通过所述控制元件控制所述采样装置、所述检测装置或所述传送装置开启或关闭。

4.根据权利要求1所述的气溶胶检测设备，其特征在于，所述采样装置包括吸气组件、气体通道及采样室，所述吸气组件与所述气体通道连通，所述采样室设置于所述气体通道上，所述传送带部分设置于所述采样室内，所述气溶胶通过所述吸气组件进入至所述采样室内形成所述气溶胶样品。

5.根据权利要求1所述的气溶胶检测设备，其特征在于，所述检测装置包括能谱仪、铅室及电离室中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的气溶胶检测设备，其特征在于，还包括衰变装置，所述衰变装置包括衰变室，所述衰变室设置于所述采样装置与所述检测装置之间，以存放所述气溶胶样品使其进行衰变。

7.根据权利要求6所述的气溶胶检测设备，其特征在于，还包括样品切割装置，所述样品切割装置设置于所述传送带靠近所述衰变室的一端，以将所述气溶胶样品切割至特定形状。

8.根据权利要求7所述的气溶胶检测设备，其特征在于，还包括废料回收箱，所述废料回收箱设置于所述样品切割装置与所述衰变室之间。

9.根据权利要求7所述的气溶胶检测设备，其特征在于，还包括输送装置，所述输送装置设置于所述样品切割装置与所述检测装置之间，以将切割后的所述气溶胶样品运输至特定位置。

10.根据权利要求9所述的气溶胶检测设备，其特征在于，所述控制元件包括：

电机驱动单元，所述电机驱动单元与所述传送装置电连接，以驱动所述传送装置工作；

采样控制单元，所述采样控制单元与所述采样装置电连接，以驱动所述采样装置工作；

气路控制单元，所述气路控制单元分别与所述样品切割装置及所述输送装置电连接，以驱动所述样品切割装置及输送装置工作；

总控制单元，所述总控制单元分别与所述电机驱动单元、所述采样控制单元及所述气路控制单元电连接，以控制所述电机驱动单元、所述采样控制单元及所述气路控制单元。

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