專利名稱：便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種顆粒物濃度監(jiān)測儀，具體地說，是一種便攜式顆粒物濃度 自動連續(xù)監(jiān)測儀。
技術(shù)背景 應(yīng)用β射線吸收法測定顆粒物濃度始于二十世紀70年代，80年代已經(jīng)廣泛應(yīng) 用，該法在我國的應(yīng)用基本與世界同步發(fā)展。目前，大氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)中大都使用 此法。它可以實現(xiàn)在無人看管的情況下自動連續(xù)監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果全國聯(lián)網(wǎng)。目前這類儀 器都為臺站式設(shè)計，定點使用，體積大、笨重，不適合流動監(jiān)測使用。而便攜式的儀器 都是手動操作，單個數(shù)據(jù)測量，需要工作人員守在現(xiàn)場，工作強度大，特別是惡劣的環(huán) 境，如高溫、高污染場合，讓人難以承受。并且，其所得數(shù)據(jù)有限，難以對環(huán)境狀況作 出準確評價。當需要獲取環(huán)境長時間數(shù)據(jù)，比如24小時內(nèi)污染的變化數(shù)據(jù)，則無法做 到?，F(xiàn)有的儀器采樣通道中都有一個密封部件，通常叫壓頭，設(shè)置在收集顆粒物濾 紙的一側(cè)。濾紙位于壓頭和網(wǎng)欄座之間，壓頭在控制器的操控下可抬起或落下。采樣 時壓頭落下將濾紙壓緊在網(wǎng)欄座上，使氣體只能從采樣口進，從采樣出口出，其中的顆 粒被截留在濾紙上。采樣結(jié)束需移動濾紙到新的采樣點時，壓頭需要抬起，濾紙方可移 動。壓頭控制器可以是電磁離合器或電動機帶動的偏心裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占位多、功耗 大，在便攜式小型儀器的設(shè)置上難度很大。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小、便于攜 帶且能實現(xiàn)自動連續(xù)監(jiān)測的顆粒物濃度監(jiān)測儀。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān) 測儀，包括相互咬合的上蓋和下座，所述上蓋和下座之間形成密封氣室，所述氣室內(nèi)設(shè) 有共軸的β源、網(wǎng)欄座和β射線檢測器，所述β源周邊設(shè)有進氣孔，所述β射線檢測 器側(cè)設(shè)有出氣孔；所述網(wǎng)欄座上設(shè)有濾紙，所述濾紙固定于可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤 由電動機帶動旋轉(zhuǎn)。進一步地，所述上蓋與下座的連接處設(shè)有密封圈。進一步地，所述β源懸掛于所述上蓋上偏離中心的位置；所述β射線檢測器設(shè) 置在位于下座上的底托中。進一步地，所述網(wǎng)欄座上設(shè)有用以支撐所述濾紙的十字支撐絲。進一步地，所述下座上設(shè)有至少三根支柱，所述支柱上設(shè)有軸承，所述支柱通 過所述軸承支撐住所述轉(zhuǎn)盤。進一步地，所述轉(zhuǎn)盤設(shè)有內(nèi)齒，所述內(nèi)齒與所述電動機上的外齒輪嚙合。進一步地，所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)有壓紙環(huán)，所述壓紙環(huán)將所述濾紙固定于所述轉(zhuǎn)盤上。進一步地，所述電動機與一控制器連接，所述控制器包括控制開關(guān)和定時器， 所述定時器用于向所述控制開關(guān)輸出開或關(guān)指令。進一步地，所述控制器還與所述β射線檢測器的信號輸出端相連。進一步地，所述β射線檢測器的信號輸出端連接至前置放大器和整形電路，而 后與微電腦系統(tǒng)相連接，進行數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示及輸出。本實用新型的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，實現(xiàn)了對顆粒物濃度的自動 連續(xù)監(jiān)測，系由一個微電腦系統(tǒng)控制，管理和數(shù)據(jù)處理，按設(shè)定的工作程序自動連續(xù)工 作，且其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小、重量輕、便于攜帶和操作。

圖1是本實用新型的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀一實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2是圖1所示實施例取掉上蓋后的俯視圖。圖中1.上蓋，2.下座，3.密封圈，4. β源，5.網(wǎng)欄座，6.濾紙，7.底托，8.蓋 格計數(shù)管，9.滾花螺母，10.支柱，11.軸承，12.帶內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)盤，13.壓紙環(huán)，14.電動 機，15.外齒輪。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。如圖1和圖2所示，本實用新型的主要結(jié)構(gòu)位于密封氣室內(nèi)，氣室由上蓋1和下 座2組成，兩者緊密咬合，結(jié)合處有“O”形密封圈3。在其進氣通道中央懸掛有β源 4，是由一個十字架中螺孔與β源4連接，其周邊有進氣孔，讓氣體無障礙的通過。其 中，β源4懸掛于上蓋1上偏離中心的位置。下座2與上蓋1入口通道對應(yīng)位置有一個 凸起的網(wǎng)欄座5，網(wǎng)欄座的網(wǎng)欄口徑為8mm，其中設(shè)有十字支撐絲用以支撐濾紙6。網(wǎng)欄 座5的網(wǎng)欄為下座唯一的氣體通道，網(wǎng)欄座5下為底托7，內(nèi)裝β射線檢測器(本實施例 采用蓋格計數(shù)管8)，并由滾花螺母9將蓋格計數(shù)管8和底托7裝在一起并密封。將蓋格 計數(shù)管8和底托7共同裝在下座2上，兩者互相密封，只有出氣口與上蓋入口氣路相通， 構(gòu)成采樣和檢測裝置。下座2上均布 三根支柱10，其上各裝一個軸承11，它們共同支撐一個帶內(nèi)齒輪 的轉(zhuǎn)盤12，帶內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)盤12上有一平臺，用于放置濾紙6，并由壓紙環(huán)13壓緊。帶 內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)盤12的內(nèi)齒與電動機14上的外齒輪15咬合，當電動機14通電轉(zhuǎn)動時，由外 齒輪15帶動帶內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)盤12轉(zhuǎn)動，在其上的濾紙6隨之而動。其轉(zhuǎn)動的角度(距離) 的控制采用十分簡單易行且準確的時間控制法。本實施例的電動機14選每分鐘2轉(zhuǎn)，齒 輪轉(zhuǎn)速比為4 1，轉(zhuǎn)一周設(shè)12個點位，則電動機14通電時間為11秒左右。本實用新型的監(jiān)測儀中，氣體從氣室入口進入從出口排出，其中的顆粒物被位 于網(wǎng)欄座5上的濾紙6截留收集，樣品的面積與網(wǎng)欄口徑一致(例如0.5cm2)，且與β源4及蓋格計數(shù)管8處于同軸位置，一張濾紙可設(shè)置8-16個采樣點位，每個點位可重復(fù)多次 采樣，這由程序檢測決定，可大大提升其工作時間(即延長換濾紙周期)。 檢測器是由一個β源4和一個蓋格計數(shù)管8 (或其他β射線檢測器)組成，β 源4為C14，設(shè)置在氣室上蓋1采樣入口通道中央(氣體可從其周邊通過)，氣室下座2的 網(wǎng)欄上放置濾紙6，其下為蓋格計數(shù)管8。β源4、顆粒物樣品斑點和蓋格計數(shù)管8處于 同一軸心上，采樣前先進行一次空白濾紙的本底計數(shù)，而后啟動泵進行采樣，在這過程 中顆粒物被截留在濾紙6上，使其質(zhì)量增加，這時進行第二次測量，根據(jù)兩次計數(shù)的差 異便可計算出采集到的顆粒物的質(zhì)量，將它除以采樣氣體的體積即為顆粒物的濃度。采樣不能在一個固定點位上長時間進行，因為隨著采樣時間增加，濾紙6上截 留的顆粒物增加，使阻力加大，流量下降，使工作無法按要求進行。另外β射線穿透力 有限，過大的樣品質(zhì)量會使檢測變?yōu)榉蔷€性，甚至無法進行。所以需要不斷地移動濾紙 6，現(xiàn)有的便攜式儀器都是人工手動移動，要使儀器能自動連續(xù)監(jiān)測必須解決濾紙自動移 動位置的問題。由此，本實用新型由電動機14帶動外齒輪15來驅(qū)動，參見圖1。在密 封氣室下座2有三根帶軸承11的支柱10，支撐著一個帶內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)盤12，濾紙6放在帶 內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)盤12上并由壓紙環(huán)13壓緊，電動機14上裝有一個外齒輪15與帶內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn) 盤12的內(nèi)齒咬合，在控制器控制下，電動機14帶動帶內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)盤12轉(zhuǎn)動，裝在帶內(nèi) 齒輪的轉(zhuǎn)盤12上的濾紙同步移動，以滿足自動連續(xù)監(jiān)測之需?？刂破靼刂崎_關(guān)和定 時器，定時器用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間向控制開關(guān)輸出開或關(guān)指令。便攜式儀器體積小，能容納濾紙尺寸是有限的，一般只能設(shè)置8-16個點位(本 實施例為12個點位)，如一個點位只測一個數(shù)據(jù)，一個小時一個數(shù)據(jù)，則24小時的運轉(zhuǎn) 都滿足不了。為此，本實用新型還將控制器與β射線檢測器的信號輸出端相連，設(shè)置采 樣樣品質(zhì)量達到儀器滿標值的80%時才移動濾紙，更換新的點位，這樣，通過在一個點 位上解決多次采樣，即可以實現(xiàn)較長時間的連續(xù)自動監(jiān)測。次數(shù)多少根據(jù)測量環(huán)境狀況 由電腦判斷。目前對環(huán)境顆粒物濃度監(jiān)測對象不同的部門有所側(cè)重，大氣環(huán)境監(jiān)測部門的側(cè) 重是可吸入顆粒物(PMlO)，勞動衛(wèi)生和公共衛(wèi)生則注重呼吸性顆粒物(ΡΜ2.5、ΡΜ5) 的監(jiān)測。當然也有相互重疊的，為滿足不同的需求，本實用新型可以設(shè)計成多種采樣入 口裝置，包括總懸浮顆粒物(TSP)、可吸入顆粒物(PMlO)和呼吸性顆粒物(ΡΜ2.5、 ΡΜ5)。本實用新型使僅有12個點位能實現(xiàn)較長時間的監(jiān)測，在β射線檢測器的信號輸 出端連接有網(wǎng)絡(luò)接口，使監(jiān)測結(jié)果能直讀、復(fù)讀、打印、聯(lián)機、聯(lián)網(wǎng)、無線傳輸?shù)取１?實用新型整個儀器為機電一體化，體積小，重量輕，便于攜帶和操作，且交直流電源兩用。以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新 型的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或 變換，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
權(quán)利要求1.一種便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，包括相互咬合的上蓋和下 座，所述上蓋和下座之間形成密封氣室，所述氣室內(nèi)設(shè)有共軸的β源、網(wǎng)欄座和β射線 檢測器，所述β源周邊設(shè)有進氣孔，所述β射線檢測器側(cè)設(shè)有出氣孔；所述網(wǎng)欄座上設(shè) 有濾紙，所述濾紙固定于可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤由電動機帶動旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述上蓋 與下座的連接處設(shè)有密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述β 源懸掛于所述上蓋上偏離中心的位置；所述β射線檢測器設(shè)置在位于下座上的底托中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述網(wǎng)欄 座上設(shè)有用以支撐所述濾紙的十字支撐絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述下座 上設(shè)有至少三根支柱，所述支柱上設(shè)有軸承，所述支柱通過所述軸承支撐住所述轉(zhuǎn)盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述轉(zhuǎn)盤 設(shè)有內(nèi)齒，所述內(nèi)齒與所述電動機上的外齒輪嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述轉(zhuǎn)盤 上設(shè)有壓紙環(huán)，所述壓紙環(huán)將所述濾紙固定于所述轉(zhuǎn)盤上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述電動 機與一控制器連接，所述控制器包括控制開關(guān)和定時器，所述定時器用于向所述控制開 關(guān)輸出開或關(guān)指令。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述控制 器還與所述β射線檢測器的信號輸出端相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，其特征在于，所述β 射線檢測器的信號輸出端連接至前置放大器和整形電路，而后與微電腦系統(tǒng)相連接，進 行數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示及輸出。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，包括相互咬合的上蓋和下座，所述上蓋和下座之間形成密封氣室，所述氣室內(nèi)設(shè)有共軸的β源、網(wǎng)欄座和β射線檢測器，所述β源周邊設(shè)有進氣孔，所述β射線檢測器側(cè)設(shè)有出氣孔；所述網(wǎng)欄座上設(shè)有濾紙，所述濾紙固定于可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤由電動機帶動旋轉(zhuǎn)。本實用新型的便攜式顆粒物濃度自動連續(xù)監(jiān)測儀，實現(xiàn)了對顆粒物濃度的自動連續(xù)監(jiān)測，且其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小、重量輕、便于攜帶和操作。
文檔編號G01N15/06GK201803932SQ201020534819
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者劉剛, 姚漢勇, 張培生, 李虹杰, 胡婷婷, 陳仲泉 申請人:武漢市天虹儀表有限責任公司