申请/专利权人：武汉怡特环保科技有限公司

申请日：2018-10-22

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN109085026B

主分类号：G01N1/22

分类号：G01N1/22;G01N15/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.01.18#实质审查的生效;2018.12.25#公开

摘要：本发明涉及一种颗粒物采样装置及β射线法大气颗粒物监测设备，颗粒物采样装置的不同之处在于其包括基板，基板竖直设置；固定于基板正面的上联块，上联块上开设有贯穿其下端面的进气孔道；固定于基板正面的下联块，下联块上开设有贯穿其上端面的出气孔道；上下两端分别与上联块、下联块连接的导向件；设于上联块和下联块之间的密封块；贯穿密封块的输气管路，输气管路的上端与出气孔道对应设置，输气管路的下端伸出密封块外并与出气孔道连通固定；上下两端分别与密封块、下联块连接的若干个弹簧件；及设于基板背面且用于驱动密封块上下移动的驱动机构。本发明滤纸定位更精确，提高了监测数据的精准度。

主权项：1.一种颗粒物采样装置，与滤纸配合使用，其特征在于：其包括基板，所述基板竖直设置；固定于所述基板正面的上联块，所述上联块上开设有贯穿其下端面的进气孔道；固定于所述基板正面的下联块，所述下联块位于所述上联块的下方，所述下联块和所述上联块间隔设置，所述下联块上开设有贯穿其上端面的出气孔道；上下两端分别与所述上联块、下联块连接的导向件；设于所述上联块和下联块之间的密封块，所述密封块可沿所述导向件上移动以压紧滤纸或向下移动以松开滤纸；贯穿所述密封块的输气管路，所述输气管路的上端与所述出气孔道对应设置，所述输气管路的下端伸出所述密封块外并与所述出气孔道连通固定；设于所述密封块内的直线轴承，所述直线轴承套设在所述导向件上；上下两端分别与所述密封块、下联块连接的若干个弹簧件，所述弹簧件沿所述密封块边缘均匀分布；及设于所述基板背面且用于驱动所述密封块上下移动的驱动机构；所述上联块、下联块、密封块均为长方体结构，所述下联块具有四条侧边，所述弹簧件有四个且分别靠近所述下联块的四条侧边的中点设置；其还包括设于所述下联块上的β放射源、及设于所述上联块上的探测器，所述探测器与所述β放射源对应设置。

全文数据：一种颗粒物采样装置及β射线法大气颗粒物监测设备技术领域本发明涉及一种颗粒物采样装置及β射线法大气颗粒物监测设备。背景技术秋冬季节，灰霾天气在我国的重点城市群中时有发生，其持续时间长、影响区域范围广、污染程度深，对人类社会造成了较大的危害。大气中颗粒物作为灰霾的主要成分，是大气环境质量的重点监测项目。大气颗粒物按粒径大小主要分为PM10和PM2.5，通常采用β射线吸收技术自动监测。它的原理是，当恒定流速的大气进入采样系统后，被滤纸所截留、富集，当β射线通过富集有颗粒物的滤纸时，β射线的强度会衰减，可由衰减量计算得到颗粒物浓度。通常β射线法大气颗粒物自动监测仪由进气部分、收集采样部分、检测部分及其他辅助设备组成。β射线法大气颗粒物自动监测仪进行采样时，首先通过调节控制样气的流量及温度后，将其从外管通入到气路中，再被滤纸所收集，最后滤纸采集到的颗粒物被检测器检出；过程中滤纸的位置、状态影响着检测结果。与此同时在重新采样进行更换滤纸的走纸过程中，也需要精确的控制、定位滤纸。颗粒物采样装置在整个监测过程中处于动态化操作，会带来许多不可控因素，在监测仪长时间运行下故障率升高，数据结果误差变大，降低了仪器的可信度，比如，长时间工作后，颗粒物采样装置难以精确定位滤纸，导致颗粒物采样结果不精确。因此，需要新的装置及设备来解决现有技术中存在的缺陷。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种颗粒物采样装置，滤纸定位更精确，提高了监测数据的精准度。为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种颗粒物采样装置，与滤纸配合使用，其不同之处在于：其包括基板，所述基板竖直设置；固定于所述基板正面的上联块，所述上联块上开设有贯穿其下端面的进气孔道；固定于所述基板正面的下联块，所述下联块位于所述上联块的下方，所述下联块和所述上联块间隔设置，所述下联块上开设有贯穿其上端面的出气孔道；上下两端分别与所述上联块、下联块连接的导向件；设于所述上联块和下联块之间的密封块，所述密封块可沿所述导向件上移动以压紧滤纸或向下移动以松开滤纸；贯穿所述密封块的输气管路，所述输气管路的上端与所述出气孔道对应设置，所述输气管路的下端伸出所述密封块外并与所述出气孔道连通固定；设于所述密封块内的直线轴承，所述直线轴承套设在所述导向件上；上下两端分别与所述密封块、下联块连接的若干个弹簧件，所述弹簧件沿所述密封块边缘均匀分布；及设于所述基板背面且用于驱动所述密封块上下移动的驱动机构。按以上技术方案，其还包括设于所述下联块上的β放射源、及设于所述上联块上的探测器，所述探测器与所述β放射源对应设置。按以上技术方案，所述输气管路包括开设于所述密封块上的输气孔部，所述输气孔部贯穿所述密封块，所述输气管路还包括输气管部，所述输气管部的一端与所述输气孔部连接、另一端与所述出气孔道连接，所述输气管部可伸缩；或，所述输气管路可伸缩，所述密封块上开设有适于所述输气管路穿过的让位孔，所述输气管路的上端连接有第一密封圈，所述第一密封圈固定于所述让位孔的上端。按以上技术方案，所述上联块、下联块、密封块均为长方体结构，所述下联块具有四条侧边，所述导向件有四个且靠近所述下联块的四条侧边端点设置。按以上技术方案，所述上联块、下联块、密封块均为长方体结构，所述下联块具有四条侧边，所述弹簧件有四个且分别靠近所述下联块的四条侧边的中点设置。对比现有技术，本发明的有益特点为：该颗粒物采样装置，密封块可上下移动以夹紧或松开滤纸，便于采样及走纸，可精确定位滤纸，上联块和下联块均与基板固定，减少传动带来的测量误差，提高了监测数据的精准度；密封块的下端均匀分布有若干个弹簧件，可使密封块的上端始终保持水平并充分夹紧滤纸，滤纸定位更精确，提高了颗粒物采样结果的精确度。为解决以上技术问题，本发明还提供了一种β射线法大气颗粒物监测设备，其不同之处在于：其包括进气管路、出气管路、用于传输所述滤纸的走纸机构、及上述颗粒物采样装置，所述进气管路与所述进气孔道连接，所述出气管路与所述出气孔道连接，所述走纸机构包括设于所述基板正面的供纸轮、第一传送轮、第二传送轮、及收纸轮，所述滤纸盘绕在所述供纸轮上，并依次经过第一传送轮、颗粒物采样装置、第二传送轮，再由收纸轮回收。按以上技术方案，所述供纸轮和第一传送轮位于所述基板的一侧，所述收纸轮和第二传送轮位于所述基板的另一侧，所述第一传送轮外缘的最高点和第二传送轮外缘的最高点位于同一水平面上，所述水平面位于所述上联块的下端并靠近所述上联块的下端面设置，所述供纸轮和收纸轮分设于所述下联块的下端两侧。按以上技术方案，所述第一传送轮可摆动，所述设备还包括设于所述基板背面的第六转轴和连接杆，所述连接杆的下端与所述第六转轴连接，所述连接杆的上端折弯形成折弯部，所述折弯部穿过所述基板并与所述第一传送轮固定，所述基板上开设有与所述折弯部配合的弧形导向孔。按以上技术方案，所述弧形导向孔的两侧设置有第三光电编码器。对比现有技术，本发明的有益特点为：β射线法大气颗粒物监测设备，密封块可上下移动以夹紧或松开滤纸，便于采样及走纸，可精确定位滤纸，上联块和下联块均与基板固定，减少传动带来的测量误差，提高了监测数据的精准度；密封块的下端均匀分布有若干个弹簧件，可使密封块的上端始终保持水平并充分夹紧滤纸，滤纸定位更精确，提高了颗粒物采样结果的精确度。附图说明图1为本发明β射线法大气颗粒物监测设备一种实施方式中密封块压紧滤纸时结构示意图；图2为图1的A-A截面结构示意图；图3为图1的后视图；图4为图3的B-B截面结构示意图；图5为图1所示的实施方式中密封块松开滤纸时剖面结构示意图；图6为图5的局部结构示意图；图7为本发明β射线法大气颗粒物监测设备一种实施方式中输气管路结构示意图；图8为本发明一种实施方式中密封块压紧滤纸时结构示意图；图9为图8的C-C截面结构示意图；图10为图8的后视图；图11为图8所示的实施方式中密封块松开滤纸时结构示意图；其中：1-滤纸、2-基板（2a-基板的正面、2b-基板的背面、201-第一导向孔、202-第二导向孔、203-弧形导向孔）、3-上联块（3a-上联块的下端面、301-进气孔道）、4-下联块（4a-下联块的上端面、401-出气孔道、402-侧边）、5-导向件、6-密封块（6a-密封块的上端面、601-让位孔、602-输气孔部）、7-输气管路（701-输气管部）、8-直线轴承、9-弹簧件、10-驱动机构（1001-第一输出轴、1002-第一驱动马达、1003-第一转盘（10031-第一缺口部）、1004-第一传动轮（1004a-第一传动轮的圆周面）、1005-第一传动杆（10051-竖直部、10052-水平部）、1006-第一光电编码器、1007-第二输出轴、1008-第二驱动马达、1009-第二转盘（10091-第二缺口部）、1010-第二传动轮（1010a-第二传动轮端面）、1011-第三传动轮（10111-第一连接部）、1012-第二传动杆、1013-连接体（10131-第二连接部、10132-第三连接部）、1014-第一转轴、1015-第二转轴、1016-第三转轴、1017-第四转轴、1018-第五转轴、1019-转动基准轴、1020-第二光电编码器）、11-β放射源、12-探测器、13-第一密封圈、14-保护套筒、15-第二密封圈、16-进气管路、17-出气管路、18-供纸轮、19-第一传送轮（19a-第一传送轮外缘的最高点）、20-第二传送轮（20a-第二传送轮外缘的最高点）、21-收纸轮、22-第六转轴、23-连接杆、24-第三光电编码器、25-第三密封圈、26-第四密封圈。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。请参考图1至图11，本发明实施例颗粒物采样装置，与滤纸1配合使用，其包括基板2，所述基板2竖直设置，所述基板2具有相对设置的正面2a和背面2b；固定于所述基板正面2a的上联块3，所述上联块3上开设有贯穿上联块的下端面3a的进气孔道301；固定于所述基板正面2a的下联块4，所述下联块4位于所述上联块3的下方，所述下联块4和所述上联块3间隔设置，所述下联块4上开设有贯穿下联块的上端面4a的出气孔道401；导向件5，导向件5的上端与所述上联块3连接，导向件5的下端与下联块4连接；设于所述上联块3和下联块4之间的密封块6，所述密封块6可沿所述导向件5上移动以压紧滤纸1，或向下移动以松开滤纸1；贯穿所述密封块6的输气管路7，所述输气管路7的上端与所述出气孔道301对应设置，所述输气管路7的下端伸出所述密封块6外并与所述出气孔道401连通固定；设于所述密封块6内的直线轴承8，所述直线轴承8套设在所述导向件5上；上下两端分别与所述密封块6、下联块4连接的若干个弹簧件9，所述弹簧件9沿所述密封块6边缘均匀分布；及设于所述基板背面2b且用于驱动所述密封块6上下移动的驱动机构10。具体地，所述装置还包括设于所述下联块4上的β放射源11、及设于所述上联块3上的探测器12，所述探测器12与所述β放射源11对应设置。在另一些实施例中，请参考图6，为了提高密封性能，防止使用过程中输气管路7断裂，所述输气管路7为可伸缩的管状结构，所述密封块6上开设有适于所述输气管路7穿过的让位孔601，所述输气管路7的上端连接有第一密封圈13，所述第一密封圈13固定于所述让位孔601的上端。为了防止密封块6下压时，将输气管路7夹在密封块6和下联块4的间隙内，所述装置还包括套设在所述输气管路7外的保护套筒14，所述保护套筒14的下端与所述下联块4固定、保护套筒14的上端伸入所述让位孔601内。为了提高密封性能，请参考图5和图11，所述上联块3的下端具有与所述进气孔道301同轴设置且与所述第一密封圈13配合的的第二密封圈15。在一些实施例中，请参考图7，为了便于安装和更换，所述输气管路7包括开设于所述密封块6上的输气孔部602，所述输气孔部602贯穿所述密封块6，所述输气管路7还包括输气管部701，所述输气管部701的一端通过第三密封圈25与所述输气孔部602连接、另一端通过第四密封圈26与所述出气孔道401连接，所述输气管部701可伸缩。优选地，所述上联块3、下联块4、密封块6均为长方体结构，所述下联块4具有四条侧边402，请参考图4，为了提高导向的稳定性，所述导向件5有四个且靠近所述下联块的四条侧边402端点设置。经过长期使用，可能会使密封块的上端面6a磨损，或者驱动机构10的运动产生误差导致传动不良，使密封块6无法严密地压紧滤纸1导致滤纸1定位不精准。因此，优选地，所述上联块3、下联块4、密封块6均为长方体结构，所述下联块4具有四条侧边402，请参考图4，为了提高弹簧件9对密封块6的作用效果，使密封块6能更好地压紧滤纸1，所述弹簧件9有四个且分别靠近所述下联块4的四条侧边402的中点设置。在一些实施例中，请参考图1、图2、图3和图5，所述驱动机构10包括具有第一输出轴1001的第一驱动马达1002、设于所述第一输出轴1001上且边缘具有第一缺口部10031的第一转盘1003、设于所述第一输出轴1001上的第一传动轮1004、及设于所述第一传动轮1004下端的L形第一传动杆1005，所述第一转盘1003与所述第一输出轴1001同轴设置，所述第一传动轮1004为偏心轮，所述第一传动杆1005包括竖直部10051、及形成于竖直部10051下端的水平部10052，所述竖直部10051的上端与所述第一传动轮的圆周面1004a相抵，所述水平部10052与穿过所述基板2并与密封块6固定，所述基板2上与所述水平部10052配合的第一导向孔201，所述第一导向孔201竖直延伸，所述装置还包括设于所述基板背面2b且与所述第一缺口部10031配合的第一光电编码器1006，所述第一光电编码器1006有两个且对称设于所述第一转盘1003的两侧。其工作原理为：第一传动轮1004随第一输出轴1001转动，与第一传动轮1004相抵的第一传动杆1005在第一传动轮1004和弹簧件9的作用力下上下移动，以压紧或者松开滤纸1，当密封块6位于图5所示的位置时，密封块6运动到最低点位置，控制系统控制第一驱动马达1002停止转动，此时走纸机构开始传送滤纸1。滤纸1传送到位后，控制系统控制第一驱动马达1002开始转动，当第一转盘1003转动至图1所示的位置时，第一缺口部10031对准一侧的第一光电编码器1006，如图1所示，β射线法大气颗粒物自动监测仪的控制系统控制第一驱动马达1002停止转动，此时密封块6压紧滤纸1，如图2和图3所示，β射线法大气颗粒物自动监测仪开始采样及监测。β射线法大气颗粒物自动监测仪采样并监测完成后，控制系统控制第一驱动马达1002开始转动，当第一转盘1003转动至第一缺口部10031对准另一侧的第一光电编码器1006时，此时密封块6的位置如图5所示，密封块6松开滤纸1，此时走纸机构开始传送滤纸1，如此往复循环。在另一些实施方式中，请参考图8至图11，所述驱动机构10包括具有第二输出轴1007的第二驱动马达1008、设于所述第二输出轴1007上且边缘具有第二缺口部10091的第二转盘1009、设于所述第二输出轴1007上的第二传动轮1010、设于所述第二传动轮端面1010a上的第三传动轮1011、对称设于所述第三传动轮1011下方的两个第二传动杆1012、及连接第三传动轮1011和第二传动杆1012的连接体1013，所述第二转盘1009及第二传动轮1010均与所述第二输出轴1007同轴设置，所述第三传动轮1011为偏心轮且第三传动轮1011下端设置有第一连接部10111，所述第三传动轮1011和第二传动轮1010通过第一转轴1014连接，所述第一转轴1014位于所述第三转动轮1011的圆心上且不位于所述第二传动轮1010的圆心上，所述第三传动轮1011可绕所述第一转轴1014转动，连接体1013包括第二连接部10131和第三连接部10132，所述第二连接部10131通过第二转轴1015与第一连接部10111连接，第二连接部10131还通过第三转轴1016与第三连接部10132连接，各所述第二传动杆1012的一端通过第四转轴1017与所述第三连接部10132连接、另一端穿过所述基板2并通过第五转轴1018与所述密封块6连接，所述基板2上开设有与所述第二传动杆1012配合的第二导向孔202，所述第二导向孔202内设置有连接基板2和第二传动杆1012的转动基准轴1019，所述转动基准轴1019靠近所述第五转轴1018设置，所述第一转轴1014和第二转轴1015平行设置，所述第三转轴1016、第四转轴1017、第五转轴1018和转动基准轴1019平行设置，所述转动基准轴1019与所述第一转轴1014垂直设置，所述装置还包括设于所述基板背面2b且与所述第二缺口部10091配合的第二光电编码器1020，所述第二光电编码器1020有两个且对称设于所述第二转盘1009的两侧。其工作原理为：第二传动轮1010随第二输出轴1007转动，第三传动轮1011随第二传动轮1010转动并可相对于第二传动轮1010转动，第二传动杆1012通过连接体1013与第二传动轮1010连接。在连接体1013的传动下，当第一转轴1014运动至最低点位置，即图8至图10所示位置时，密封块6压紧滤纸1。当第一转轴1014运动至最高点位置，即图11所述位置时，密封块松开滤纸1。请参考图1至图11，本发明实施例β射线法大气颗粒物监测设备，其包括进气管路16、出气管路17、用于传输所述滤纸的走纸机构、及上述颗粒物采样装置，所述进气管路16与所述进气孔道301连接，所述出气管路17与所述出气孔道401连接，所述走纸机构包括设于所述基板正面2a的供纸轮18、第一传送轮19、第二传送轮20、及收纸轮21，所述滤纸1盘绕在所述供纸轮18上，并依次经过第一传送轮19、颗粒物采样装置、第二传送轮20，再由收纸轮21回收。请参考图3和图10，所述供纸轮18和第一传送轮19位于所述基板2的一侧，所述收纸轮21和第二传送轮20位于所述基板2的另一侧，所述第一传送轮外缘的最高点19a和第二传送轮外缘的最高点20a位于同一水平面上，所述水平面位于所述上联块3的下端并靠近所述上联块的下端面3a设置，所述供纸轮18和收纸轮19分设于所述下联块4的下端两侧。请参考图1和图8，所述第一传送轮19可摆动，所述设备还包括设于所述基板背面2b的第六转轴22和连接杆23，所述连接杆23的下端与所述第六转轴22连接，所述连接杆23的上端折弯形成折弯部，所述折弯部穿过所述基板2并与所述第一传送轮19固定，所述基板2上开设有与所述折弯部配合的弧形导向孔203，所述弧形导向孔203的两侧设置有第三光电编码器24。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属的技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种颗粒物采样装置，与滤纸配合使用，其特征在于：其包括基板，所述基板竖直设置；固定于所述基板正面的上联块，所述上联块上开设有贯穿其下端面的进气孔道；固定于所述基板正面的下联块，所述下联块位于所述上联块的下方，所述下联块和所述上联块间隔设置，所述下联块上开设有贯穿其上端面的出气孔道；上下两端分别与所述上联块、下联块连接的导向件；设于所述上联块和下联块之间的密封块，所述密封块可沿所述导向件上移动以压紧滤纸或向下移动以松开滤纸；贯穿所述密封块的输气管路，所述输气管路的上端与所述出气孔道对应设置，所述输气管路的下端伸出所述密封块外并与所述出气孔道连通固定；设于所述密封块内的直线轴承，所述直线轴承套设在所述导向件上；上下两端分别与所述密封块、下联块连接的若干个弹簧件，所述弹簧件沿所述密封块边缘均匀分布；及设于所述基板背面且用于驱动所述密封块上下移动的驱动机构。2.如权利要求1所述的颗粒物采样装置，其特征在于：其还包括设于所述下联块上的β放射源、及设于所述上联块上的探测器，所述探测器与所述β放射源对应设置。3.如权利要求1所述的颗粒物采样装置，其特征在于：所述输气管路包括开设于所述密封块上的输气孔部，所述输气孔部贯穿所述密封块，所述输气管路还包括输气管部，所述输气管部的一端与所述输气孔部连接、另一端与所述出气孔道连接，所述输气管部可伸缩。4.如权利要求1所述的颗粒物采样装置，其特征在于：所述输气管路可伸缩，所述密封块上开设有适于所述输气管路穿过的让位孔，所述输气管路的上端连接有第一密封圈，所述第一密封圈固定于所述让位孔的上端。5.如权利要求1所述的颗粒物采样装置，其特征在于：所述上联块、下联块、密封块均为长方体结构，所述下联块具有四条侧边，所述导向件有四个且靠近所述下联块的四条侧边端点设置。6.如权利要求1所述的颗粒物采样装置，其特征在于：所述上联块、下联块、密封块均为长方体结构，所述下联块具有四条侧边，所述弹簧件有四个且分别靠近所述下联块的四条侧边的中点设置。7.β射线法大气颗粒物监测设备，其特征在于：其包括进气管路、出气管路、用于传输所述滤纸的走纸机构、及如权利要求1至6任一项所述的颗粒物采样装置，所述进气管路与所述进气孔道连接，所述出气管路与所述出气孔道连接，所述走纸机构包括设于所述基板正面的供纸轮、第一传送轮、第二传送轮、及收纸轮，所述滤纸盘绕在所述供纸轮上，并依次经过第一传送轮、颗粒物采样装置、第二传送轮，再由收纸轮回收。8.如权利要求7所述的β射线法大气颗粒物监测设备，其特征在于：所述供纸轮和第一传送轮位于所述基板的一侧，所述收纸轮和第二传送轮位于所述基板的另一侧，所述第一传送轮外缘的最高点和第二传送轮外缘的最高点位于同一水平面上，所述水平面位于所述上联块的下端并靠近所述上联块的下端面设置，所述供纸轮和收纸轮分设于所述下联块的下端两侧。9.如权利要求7所述的β射线法大气颗粒物监测设备，其特征在于：所述第一传送轮可摆动，所述设备还包括设于所述基板背面的第六转轴和连接杆，所述连接杆的下端与所述第六转轴连接，所述连接杆的上端折弯形成折弯部，所述折弯部穿过所述基板并与所述第一传送轮固定，所述基板上开设有与所述折弯部配合的弧形导向孔。10.如权利要求9所述的β射线法大气颗粒物监测设备，其特征在于：所述弧形导向孔的两侧设置有第三光电编码器。

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