本實(shí)用新型涉及環(huán)境檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種振蕩天平全自動(dòng)開(kāi)關(guān)腔體。

背景技術(shù)：

顆粒物是大氣中的主要污染物之一。其中粒徑較小的顆粒物，特別是粒徑≤2.5μm的顆粒富含大量的有毒、有害物質(zhì)，且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)是大氣污染的元兇。這些顆粒物會(huì)干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。

目前對(duì)大氣中微小顆粒物的檢測(cè)和分析方法已經(jīng)發(fā)展了多種，常用的方法有人工濾膜稱重法、光散射法、壓電晶體法、β射線法和振蕩天平法。其中振蕩天平法能夠?qū)Υ髿忸w粒物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、且測(cè)量精度高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域被廣泛使用。

振蕩天平法實(shí)時(shí)測(cè)量顆粒物濃度的精度來(lái)源于振蕩天平腔體溫度的穩(wěn)定性和均勻性；同時(shí)該方法測(cè)量顆粒物濃度時(shí)需要定期更換濾膜，更換過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)對(duì)腔體溫度的波動(dòng)最??；再次保持腔體開(kāi)關(guān)的自動(dòng)化更有利于操作人員的使用；最后當(dāng)腔體出現(xiàn)異常能夠通過(guò)相關(guān)的APP實(shí)時(shí)報(bào)警。

振蕩天平法在測(cè)量顆粒物的濃度后，需要打開(kāi)腔體，更換濾膜，目前振蕩天平法不能夠自動(dòng)化打開(kāi)和關(guān)閉腔體，更換濾膜時(shí)會(huì)降低測(cè)量效率，從而影響顆粒濃度的檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種振蕩天平全自動(dòng)開(kāi)關(guān)腔體，具備自動(dòng)化打開(kāi)腔體的優(yōu)點(diǎn)，解決了濾膜更換過(guò)程中溫度環(huán)境恢復(fù)慢的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種振蕩天平全自動(dòng)開(kāi)關(guān)腔體，包括保溫腔，所述保溫腔的正面設(shè)有啟閉門(mén)，所述啟閉門(mén)的表面設(shè)有小窗，所述保溫腔的內(nèi)腔設(shè)有主腔體，所述主腔體的頂部連接有上端蓋，所述上端蓋頂部的表面設(shè)有測(cè)距模塊，所述上端蓋的兩側(cè)均連接有支撐桿，所述主腔體內(nèi)側(cè)的底部設(shè)有下端蓋，所述主腔體底部連接有緊固裝置，所述緊固裝置的頂部連接有核心振蕩單元，所述主腔體內(nèi)部的左側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌的內(nèi)側(cè)活動(dòng)連接有直線軸承，所述導(dǎo)軌的頂部與上端蓋相連，所述導(dǎo)軌的底部連接有固定板，所述固定板內(nèi)部的右側(cè)貫穿連接有帶絲桿步進(jìn)電機(jī)，所述帶絲桿步進(jìn)電機(jī)的貫穿主腔體并延伸至上腔，所述帶絲桿步進(jìn)電機(jī)的絲桿中部通過(guò)螺母與主腔體連接，所述主腔體信號(hào)連接有控制電路板。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)軌貫穿主腔體并延伸至上端蓋的內(nèi)側(cè)。

優(yōu)選的，所述測(cè)距模塊位于上端蓋頂部的表面。

優(yōu)選的，所述上端蓋的表面設(shè)有上限位開(kāi)關(guān)，所述固定板頂部的左側(cè)設(shè)有下限位開(kāi)關(guān)。

優(yōu)選的，所述核心振蕩單元位于主腔體和下端蓋形成的內(nèi)腔中。

優(yōu)選的，所述支撐桿位于主腔體的兩側(cè)，所述固定板的兩側(cè)均與支撐桿的內(nèi)側(cè)連接。

優(yōu)選的，主腔體、上端蓋和下端蓋分別裝有加溫裝置和測(cè)溫裝置，且所述加溫裝置和測(cè)溫裝置均與控制電路板信號(hào)連接，用于保持主腔體內(nèi)的溫度環(huán)境。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下：

1、本實(shí)用新型通過(guò)核心振蕩單元與緊固裝置的配合使用，使得核心振蕩單元通過(guò)緊固裝置固定在下端蓋時(shí)，緊固裝置和下端蓋能夠保證核心振蕩單元溫度的穩(wěn)定性，從而提高顆粒濃度檢測(cè)的效果，通過(guò)帶絲桿步進(jìn)電機(jī)與直線軸承的配合使用，使得帶絲桿步進(jìn)電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶絲桿步進(jìn)電機(jī)能夠帶動(dòng)下端蓋向下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)主腔體能夠自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉的效果，通過(guò)保溫腔上啟閉門(mén)與小窗的使用，使得啟閉門(mén)與小窗能夠減少腔體內(nèi)溫度的波動(dòng)，從而提高更換濾膜后的效果。

2、本實(shí)用新型通過(guò)帶絲桿步進(jìn)電機(jī)與固定板的使用，使得帶絲桿步進(jìn)電機(jī)能夠提供恒定的壓力，從而進(jìn)一步提高腔體運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，通過(guò)控制電路板的使用，使得腔體在發(fā)生故障時(shí)，控制電路板能夠發(fā)送故障代碼信號(hào)，從而克服傳統(tǒng)的振蕩天平需要操作人員巡視檢查的過(guò)程。

3、通過(guò)不同的控制算法聯(lián)合應(yīng)用，以及參數(shù)的合理調(diào)整，有效提高打開(kāi)主腔體更換濾膜以后系統(tǒng)工作溫度環(huán)境的快速恢復(fù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1保溫腔、2啟閉門(mén)、3小窗、4主腔體、5上端蓋、6測(cè)距模塊、7支撐桿、8下端蓋、9緊固裝置、10核心振蕩單元、11導(dǎo)軌、12直線軸承、13固定板、14帶絲桿步進(jìn)電機(jī)、15螺母、16控制電路板、17上限位開(kāi)關(guān)、18下限位開(kāi)關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-2，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：一種振蕩天平全自動(dòng)開(kāi)關(guān)腔體，包括保溫腔1，保溫腔1的正面設(shè)有啟閉門(mén)2，啟閉門(mén)2的表面設(shè)有小窗3，通過(guò)保溫腔1上啟閉門(mén)2與小窗3的使用能有效降低主腔體溫度的波動(dòng)，從而提高更換濾膜后主腔體工作溫度環(huán)境的快速恢復(fù)，保溫腔1的內(nèi)腔設(shè)有主腔體4，主腔體4的頂部連接有上端蓋5，上端蓋5頂部的表面設(shè)有測(cè)距模塊6，測(cè)距模塊6設(shè)于上端蓋5上，上端蓋5的兩側(cè)均連接有支撐桿7，兩個(gè)支撐桿7位于主腔體4的兩側(cè)，通過(guò)支撐桿7的使用，使得兩個(gè)支撐桿7通過(guò)上端蓋5與固定板13構(gòu)成了主腔體4的框架結(jié)構(gòu)，固定板13的兩側(cè)均與支撐桿7的內(nèi)側(cè)連接，主腔體4內(nèi)側(cè)的底部設(shè)有下端蓋8，主腔體4底部連接有緊固裝置9，緊固裝置9的頂部連接有核心振蕩單元10，核心振蕩單元10位于主腔體4和下端蓋8形成的內(nèi)腔中，主腔體4和下端蓋8構(gòu)成的內(nèi)腔能夠保證核心振蕩單元10溫度的穩(wěn)定性，從而提高顆粒濃度檢測(cè)的效果，主腔體4內(nèi)部的左側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌11，導(dǎo)軌11的內(nèi)側(cè)活動(dòng)連接有直線軸承12，導(dǎo)軌11貫穿主腔體4并延伸至上端蓋5的內(nèi)側(cè)，導(dǎo)軌11的頂部與上端蓋5相連，導(dǎo)軌11的底部連接有固定板13，上端蓋5的表面設(shè)有上限位開(kāi)關(guān)17，固定板13頂部的左側(cè)設(shè)有下限位開(kāi)關(guān)18，固定板13內(nèi)部的右側(cè)貫穿連接有帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14，通過(guò)帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14與導(dǎo)軌11的配合使用，使得帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)主腔體4上下自由移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)主腔體4能夠自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉的效果，通過(guò)帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14與固定板13的使用，使得帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14能夠提供恒定的壓力，從而進(jìn)一步提高腔體運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14的貫穿主腔體4并延伸至上腔，帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14的絲桿中部通過(guò)螺母15與主腔體4連接，主腔體4信號(hào)連接有控制電路板16，通過(guò)控制電路板16的使用，使得腔體在發(fā)生故障時(shí)，控制電路板16能夠發(fā)送故障代碼信號(hào)，從而克服傳統(tǒng)的振蕩天平需要操作人員巡視檢查的過(guò)程，電路控制板16也可以外置。

主腔體4、上端蓋5和下端蓋8分別裝有加溫裝置和測(cè)溫裝置，且所述加溫裝置和測(cè)溫裝置均與控制電路板16信號(hào)連接，用于保持主腔體4內(nèi)的溫度環(huán)境。

控制時(shí)，包括如下步驟：

S1、當(dāng)接收到控制電路板16發(fā)送的開(kāi)主腔體4命令，帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14通過(guò)絲桿緩慢帶動(dòng)主腔體4下移，此時(shí)測(cè)距模塊6監(jiān)控主腔體4距上端蓋5的間距，當(dāng)達(dá)到設(shè)定間距的時(shí)候，系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)提醒操作人員更換濾膜；

S2、操作人員打開(kāi)啟閉門(mén)2上的小窗3，更換濾膜；

S3、系統(tǒng)發(fā)出關(guān)閉主腔體4的指令，帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14通過(guò)絲桿緩慢帶動(dòng)主腔體4上移，直到碰到上限位開(kāi)關(guān)17為止。

所述步驟S2中，通過(guò)開(kāi)關(guān)時(shí)間和外部溫度的計(jì)算，估算開(kāi)啟主腔體4后的加熱功率P，以保證更換濾膜期間溫度的穩(wěn)定性，加熱功率P的計(jì)算方法為：

P＝P₀+a*l*(T₀-T)+b*l²*(T₀-T)-c*(T'-T₀),

其中:P₀為穩(wěn)定在設(shè)定溫度的主腔體4閉合時(shí)的加熱功率；l為主腔體4開(kāi)啟距離的大小；a，b,c為待定系數(shù)；T₀為主腔體4的設(shè)定溫度，T為當(dāng)前的室溫,T'為主腔體4實(shí)際測(cè)量的溫度；

由于閉合時(shí)主腔體4的溫度采用的是PID控制，當(dāng)接收到打開(kāi)主腔體4命令時(shí)，先保存閉合動(dòng)態(tài)控制獲得的p、i和d值以及當(dāng)前時(shí)刻的偏差e0、前一時(shí)刻的偏差e1和積分結(jié)果InSum；然后通過(guò)測(cè)距模塊獲得主腔體4開(kāi)啟距離的大小l；再獲得當(dāng)前的室溫T，設(shè)定溫度T₀和主腔體4實(shí)際測(cè)量的溫度T'，并根據(jù)上述計(jì)算方法計(jì)算當(dāng)前應(yīng)提供的加熱功率P；最后，當(dāng)主腔體4關(guān)閉以后，延遲一段時(shí)間t后再轉(zhuǎn)換到主腔體4閉合時(shí)的溫控方案，并恢復(fù)原先保存的參數(shù)p、i、d、e0、e1和InSum。

當(dāng)腔體發(fā)生故障時(shí)，控制電路板16上的網(wǎng)絡(luò)模塊向操作人員的手機(jī)發(fā)送故障代碼信號(hào)。

當(dāng)腔體開(kāi)關(guān)超過(guò)設(shè)定時(shí)間時(shí)，提醒操作員校對(duì)溫度環(huán)境是否被破壞。

綜上所述，該振蕩天平全自動(dòng)開(kāi)關(guān)腔體，通過(guò)帶絲桿步進(jìn)電機(jī)14的使用，解決了濾膜更換時(shí)對(duì)腔體工作溫度環(huán)境造成的影響。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素”。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。