专利名称：一种自动定位测定点的烟尘采样装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环境监测中的烟尘监测技术领域，更具体涉及一种自动定位测定点的烟尘采样装置，它适用于固定污染源中的烟尘采样。
背景技术：
在烟道、烟囱及排气筒(以下简称烟道)等固定污染源排气中，需要对其中的颗粒物即烟尘进行采样，并同时测定其他的烟气参数。烟尘采样装置是进行烟尘采样和测定烟气参数的重要设备。在测定烟气参数和进行采样时，为了取得有代表性的样品，需要将烟道断面划分为适当数量的等面积圆环或方块，在将环分为两个等面积的线上或方块中心作为测定点。 测定点的数目应根据烟道的大小及采样断面的形状而定。当烟道中气流和尘粒分布不均勻时，测定点的数目应该多些。烟尘采样前，依据实测的烟道尺寸计算测定点的数目和测定点的位置，然后用耐高温胶布在烟尘采样装置的采样管的相应位置作上测定点位置记号。烟尘采样时，将采样管通过烟道上的采样孔伸入烟道，按照采样前计算设置好的测定点位置和采样时间，依次变换测定点进行采样，需要变换测定点位时，采样人员需提前数十秒做好准备，在下一点采样开始时迅速手动进退采样管到指定位置，开始下一测定点的采样。采样过程中，由于是人为操作采样管的定位、稳定，容易出现采样管晃动和倾斜、 采样管变换进退的速度慢、测定点定位不够精确等人为操作误差，导致烟尘采样结果偏离实际值。尤其是测定点的定位，由于一般采样管上相邻刻度的间距是5cm，烟尘采样过程中换测定点时，想要快速、精确地将采样管的定位误差控制在Imm内是不太可能的。采样过程中，由于现场采样平台的环境条件恶劣，要长时间人为操作采样管保持平衡，不仅辛苦，操作过程中还容易出现被热的采样管及采样孔烫伤等事故。专利号为200910249622. 7的专利公布了一种烟尘采样枪定位环，定位环固定在圆形采样管上，有观察窗可以目测定位测定点，但采样管的移动定位仍然是人工操作，人工定位的误差也较大。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，在于提供了一种自动定位测定点的烟尘采样装置，在采样过程中能够对采样管能够精确的定位，提高了烟尘采样的准确性，减轻了烟尘采样的劳动强度。为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案
一种自动定位测定点的烟尘采样装置，包括采样嘴、固定装置、聚四氟轴心套、烟尘采样管、采样管连接件、步进电机、烟尘采样器主机、丝杆，固定装置包括有可与烟道外壁上的采样孔连接的法兰，固定装置的中间可嵌入由两个半圆环柱体组成的聚四氟轴心套，烟尘采样管滑动设置在聚四氟轴心套中，烟尘采样管一端设置有采样嘴，另一端固定有采样管连接件，采样管连接件包括带内螺纹的丝杆传动座，丝杆一端连接在丝杆传动座中，另一端与步进电机连接，步进电机通过信号线与电源线与烟尘采样器主机相连。如上所述的固定装置还包括锥形塞孔、套筒、边缘帽、压片、蝶形螺母，锥形塞孔设置在法兰一侧，套筒两端分别与法兰和边缘帽连接，边缘帽上设置有用于固定聚四氟轴心套的压片，压片一端固定在固定装置的边缘帽上，另一端通过蝶形螺母将聚四氟轴心套固定压紧在固定装置内。如上所述的采样管连接件还包括轴承套、连接板，连接板一端与丝杆传动座连接， 另一端与轴承套连接，轴承套包括上轴承套和下轴承套，上面安装连接件压片、连接件蝶形螺母、活页，上轴承套和下轴承套通过活页连接，烟尘采样管通过连接件压片和连接件蝶形螺母固定压紧在上轴承套和下轴承套中间。如上所述的固定轴承部件包括固定板、第一轴承座、第二轴承座、连轴套，带内螺纹的第一轴承座和带内螺纹的第二轴承座设置在固定板上，连轴套设置在第一轴承座和第二轴承座之间，固定板分别与法兰和边缘帽的外沿固定，第一轴承座、第二轴承座和连轴套套设在丝杆的一端。作为另一种技术方案，一种自动定位测定点的烟尘采样装置还包括烟道吊环、丝杆吊环和软绳，烟道吊环设置在烟道外壁上，丝杆吊环设置在丝杆的远离步进电机的一端， 烟道吊环和丝杆吊环通过软绳连接。作为另一种技术方案，一种自动定位测定点的烟尘采样装置还包括支撑架和丝杆滚轴，支撑架底部设置在地面上，顶部通过丝杆滚轴与丝杆远离步进电机的一端连接。本发明与现有技术相比，具有以下优点
1.本发明采用步进电机带动丝杆转动，通过丝杆与烟尘采样管之间的采样管连接件来驱动采样管的测试点定位，依靠步进电机的精确转动距离将采样嘴精确定位到测定点上， 烟尘采样管测定点定位精度高，能够将丝杆的轴向移动距离精确控制到Imm以下；
2.本发明采用步进电机驱动采样管，在采样过程中可以快速的变换测定点，可在Is的时间范围内自动完成测定点的变换，降低了换点过程中由于采样管的移动误差导致的烟尘采样误差；
3.本发明采用固定装置将烟尘采样装置安装固定到需要采样的烟道上，在烟尘采样过程中，烟尘采样管始终处于平稳的状态，不会产生晃动、倾斜问题，也降低了高温的采样管烫伤操作人员的几率；
4.本发明由烟尘采样器主机控制，自动完成烟尘采样的全过程，不再需要安排专人把持采样管、变换测定点，减轻了烟尘采样的劳动强度。5.采样结束后，可以方便、平稳、快速地取出采样管，避免在取出采样管的过程中将已采集到的烟尘样品震落，降低了采样误差。
图1是一种自动定位测定点的烟尘采样装置的结构示意图； 图2是图1中固定装置和聚四氟轴心套的结构和连接示意图； 图3是图1中采样连接件的结构示意图4是实施例2的结构示意图；图5是实施例3的结构示意图。其中1-采样嘴、2-烟道外壁、3-采样孔、4-固定装置、5-聚四氟轴心套、6-烟尘采样管、7-采样管连接件、8-步进电机、9-烟尘采样器主机、10-丝杆、11-烟道吊环、12-软绳、13-地面、14-支撑架、15-锥形塞孔、16-法兰、17-固定板、18-第一轴承座、19-连轴套、 20-压片、21-蝶形螺母、22-轴承套、23-连接板、24-丝杆传动座、25-活页、26-连接件压片、27-连接件蝶形螺母、28-第二轴承座、29-套筒、30-边缘帽、31-丝杆吊环、32-丝杆滚轴ο
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详尽描述。实施例1
如图1、图2、图3所示，一种自动定位测定点的烟尘采样装置，包括采样嘴1、固定装置 4、聚四氟轴心套5、烟尘采样管6、采样管连接件7、步进电机8、烟尘采样器主机9、丝杆10、 固定轴承部件，固定装置4包括有与设置在烟道外壁2上的采样孔3连接的法兰16，固定装置4的中间嵌入有由两个半圆环柱体组成的聚四氟轴心套5，烟尘采样管6滑动设置在聚四氟轴心套5中，烟尘采样管6 —端设置有采样嘴1，另一端固定有采样管连接件7，采样管连接件7包括带内螺纹的丝杆传动座M，丝杆10 —端设置在丝杆传动座M中，另一端通过设置在固定装置4上的固定轴承部件与步进电机8连接，步进电机8通过信号线与电源线与烟尘采样器主机9相连。固定装置4还包括锥形塞孔15、套筒四、边缘帽30、压片20、蝶形螺母21，锥形塞孔15设置在法兰16 —侧，套筒四两端分别与法兰16和边缘帽30连接，边缘帽30上设置有用于固定聚四氟轴心套5的压片20，压片20 —端固定在固定装置4的边缘帽30上，另一端通过蝶形螺母21将聚四氟轴心套5固定压紧在固定装置4内。采样管连接件7还包括轴承套22、连接板23，连接板23 —端设置有丝杆传动座 24，另一端设置有轴承套22，轴承套22包括连接件压片沈、连接件蝶形螺母27、活页25、上轴承套和下轴承套，上轴承套和下轴承套通过活页25连接，烟尘采样管6通过连接件压片 26和连接件蝶形螺母27固定压紧在上轴承套和下轴承套内。固定轴承部件包括固定板17、第一轴承座18、第二轴承座观、连轴套19，带内螺纹的第一轴承座18和带内螺纹的第二轴承座观设置在固定板17上，连轴套19设置在第一轴承座18和第二轴承座观之间，固定板17分别与法兰16和边缘帽30的外沿固定， 第一轴承座18、第二轴承座28和连轴套19套设在丝杆10的一端。固定装置4 一端通过法兰16将烟尘采样装置固定到烟道外壁2上的采样孔3上， 法兰16 —侧设置有锥形塞孔15，在固定装置4中间设置有由两个半圆环柱体组成的聚四氟轴心套5，固定装置4 一端的边缘帽30上设置有用于固定聚四氟轴心套5的压片20，压片20 —端固定在固定装置4的边缘帽上，另一端通过蝶形螺母21将聚四氟轴心套5固定在固定装置4内。烟尘采样管6滑动设置于聚四氟轴心套5内。烟尘采样管6—端设置有可伸入烟道的采样嘴1，另一端固定有采样管连接件7，采样管连接件7另一端通过丝杆传动座M套设在丝杆10上。丝杆10转动时由于丝杆传动座M内螺纹的作用，带动采样管连接件7沿平行于丝杆10方向运动，同时与采样管连接件7固定的烟尘采样管6也随之沿平行于丝杆10方向运动，实现采样嘴1的精确定位。固定板17设置在法兰16和边缘帽30 的外边沿，固定板17上固定有第一轴承座18和第二轴承座观，连轴套19设置在第一轴承座18和第二轴承座28之间，丝杆10穿过第一轴承座18、第二轴承座28和连轴套19固定在步进电机8上。步进电机8通过电源线和信号线与烟尘采样器主机9连接。如图3所示，采样管连接件7 —端设置有丝杆传动座M，另一端设置有与烟尘采样管6固定的轴承套22，丝杆传动座M通过连接板23与轴承套22连接。轴承套22上安装连接件压片26、连接件蝶形螺母27、活页25、上轴承套和下轴承套，上轴承套和下轴承套通过活页25连接，松动连接件蝶形螺母27和连接件压片沈后，可转动活页25，打开上轴承套和下轴承套，取出烟尘采样管6。通过连接件蝶形螺母27可调节上轴承套和下轴承套固定烟尘采样管6的松紧程度。在进行烟尘采样前，将丝杆10穿过固定在固定板17上的第一轴承座18、连轴套 19，连接到步进电机8上。将法兰16 —侧的锥形塞孔15伸入到烟道外壁2上的采样孔3 中，并将法兰16与采样孔3上的法兰接口连接固定。将两个半圆环柱体的聚四氟轴心套5 插入固定装置4中，并调节固定装置4上的压片20和蝶形螺母21，将聚四氟轴心套5固定， 并保证烟尘采样管6可以在聚四氟轴心套5中平稳移动。丝杆传动座M安装在丝杆10上， 且可以通过丝杆传动座M内的内螺纹沿丝杆10滑动。丝杆10转动时，丝杆传动座M通过连接板23带动轴承套22的移动。转动丝杆传动座对，将移动采样管连接件7移动到烟尘采样管6的尾部位置，将烟尘采样管6放入轴承套22中，在紧固采样管连接件7上的连接件蝶形螺母27之前转动调节烟尘采样管6的方向，使采样嘴1朝向烟道内烟气流动的方向。将步进电机8的信号线和电源线连接到烟尘采样器的主机9上。将烟尘采样装置固定调试完成后，测定好烟道的尺寸参数，输入烟尘采样器主机 9，软件自动计算测定点的数目和位置。选择烟尘采样器主机9上的“采样嘴定位”功能，启动步进电机8转动，带动丝杆10转动，丝杆10的转动导致采样管连接件7在丝杆上移动， 从而驱动烟尘采样管6上的采样嘴1精确定位到烟道内壁处的初始位置上。选择烟尘采样器主机9上的“开始采样”功能，启动步进电机8转动，自动快速定位采样嘴1到第一个测定点位置上，开始烟尘采样，并根据采样前设定计算好的每个测定点的位置和测定时间，自动控制采样嘴1依次移动，在各个测定点上进行烟尘采样和流量测定，完成整个烟道断面的烟尘采样。所有测定点测定完毕后，步进电机8转动，将烟尘采样管6迅速、平稳地退出烟道，使采样嘴1退回到采样前的初始位置上。松动固定装置4上的蝶形螺母21，转动压片20，取出聚四氟轴心套5。再松动采样管连接件7上的连接件蝶形螺母27和连接件压片 26，转动活页25后打开第一轴承座18和第二轴承座观，取出烟尘采样管6，结束本次采样。实施例2
如图4所示，本实施例还包括烟道吊环11、丝杆吊环31和软绳12，烟道吊环11设置在烟道外壁2上，丝杆吊环31设置在丝杆10的远离步进电机8的一端，烟道吊环11和丝杆吊环31通过软绳12连接。在采用加长或超重的烟尘采样管6时，若仅依靠固定装置4的法兰16和采样孔3 的法兰连接来固定，存在烟尘采样管6固定不牢固、尾部晃动或尾部下垂的可能，可以采用在法兰固定的基础上辅助吊挂的固定方式，用软绳12连接丝杆10尾部的丝杆吊环31与烟道外壁2上的烟道吊环11，靠软绳12的拉力来辅助固定丝杆10，使丝杆10保持平衡。其他与实施例1相同，不再重复描述。实施例3
如图5所示，本实施例还包括支撑架14和丝杆滚轴32，支撑架14底部设置在地面13 上，顶部通过丝杆滚轴32与丝杆10远离步进电机8的一端连接。在采用加长或超重的采样管时，若仅依靠固定装置法兰16和采样孔3的法兰连接来固定，存在烟尘采样管6固定不牢固、尾部晃动或尾部下垂的可能，还可以采用在法兰固定的基础上辅助地面支撑的固定方式，支撑架14上端通过丝杆滚轴32连接固定在丝杆10 远离步进电机8的一端上，使丝杆10保持平衡，支撑架14底部平稳固定在地面13上。其他与实施例1相同，不再重复描述。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
1.一种自动定位测定点的烟尘采样装置，包括采样嘴(1 )、烟尘采样管(6)，其特征在于该烟尘采样装置还包括固定装置(4)、聚四氟轴心套(5)、采样管连接件(7)、步进电机 (8)、烟尘采样器主机(9)、丝杆(10)、固定轴承部件，固定装置(4)包括有与设置在烟道外壁(2)上的采样孔(3)连接的法兰(16)，固定装置(4)的中间嵌入有由两个半圆环柱体组成的聚四氟轴心套(5 )，烟尘采样管(6 )滑动设置在聚四氟轴心套(5 )中，烟尘采样管(6 ) —端设置有采样嘴(1)，另一端固定有采样管连接件(7)，采样管连接件(7)包括带内螺纹的丝杆传动座(24)，丝杆(10) —端设置在丝杆传动座(24)中，另一端通过设置在固定装置(4) 上的固定轴承部件与步进电机(8)连接，步进电机(8)通过信号线与电源线与烟尘采样器主机(9)相连。
2.根据权利要求1所述的一种自动定位测定点的烟尘采样装置，其特征在于所述的固定装置(4)还包括锥形塞孔(15)、套筒(29)、边缘帽(30)、压片(20)、蝶形螺母(21)，锥形塞孔(15 )设置在法兰(16 ) —侧，套筒(29 )两端分别与法兰(16 )和边缘帽(30 )连接，边缘帽(30)上设置有用于固定聚四氟轴心套(5)的压片(20)，压片(20)—端固定在固定装置 (4)的边缘帽(30)上，另一端通过蝶形螺母(21)将聚四氟轴心套(5)固定压紧在固定装置 (4)内。
3.根据权利要求1所述的一种自动定位测定点的烟尘采样装置，其特征在于所述的采样管连接件(7)还包括轴承套(22)、连接板(23)，连接板(23) —端设置有丝杆传动座 (24)，另一端设置有轴承套(22)，轴承套(22)包括连接件压片(26)、连接件蝶形螺母(27)、 活页(25)、上轴承套和下轴承套，上轴承套和下轴承套通过活页(25)连接，烟尘采样管(6) 通过连接件压片(26)和连接件蝶形螺母(27)固定压紧在上轴承套和下轴承套内。
4.根据权利要求1所述的一种自动定位测定点的烟尘采样装置，其特征在于所述的固定轴承部件包括固定板(17)、第一轴承座(18)、第二轴承座(28)、连轴套(19)，带内螺纹的第一轴承座(18)和带内螺纹的第二轴承座(28)设置在固定板(17)上，连轴套(19)设置在第一轴承座(18 )和第二轴承座(28 )之间，固定板(17 )分别与法兰(16 )和边缘帽(30 )的外沿固定，第一轴承座(18)、第二轴承座(28)和连轴套(19)套设在丝杆(10)上。
5.根据权利要求1所述的一种自动定位测定点的烟尘采样装置，其特征在于所述的一种自动定位测定点的烟尘采样装置还包括烟道吊环(11)、丝杆吊环(31)和软绳(12)，烟道吊环(11)设置在烟道外壁(2)上，丝杆吊环(31)设置在丝杆(10)的远离步进电机(8)的一端，烟道吊环(11)和丝杆吊环(31)通过软绳(12)连接。
6.根据权利要求1所述的一种自动定位测定点的烟尘采样装置，其特征在于所述的一种自动定位测定点的烟尘采样装置还包括支撑架(14)和丝杆滚轴(32)，支撑架(14)底部设置在地面(13)上，顶部通过丝杆滚轴(32)与丝杆(10)远离步进电机(8)的一端连接。
全文摘要
本发明公开了一种自动定位测定点的烟尘采样装置，包括采样嘴、固定装置、聚四氟轴心套、烟尘采样管、采样管连接件、步进电机、烟尘采样器主机、丝杆、固定轴承部件，固定装置通过法兰与采样孔连接，固定装置的中间嵌入有由两个半圆环柱体组成的聚四氟轴心套，烟尘采样管滑动设置在聚四氟轴心套中，烟尘采样管一端设置有采样嘴，另一端固定有采样管连接件，丝杆一端设置在丝杆传动座中，另一端通过设置在固定装置上的固定轴承部件与步进电机连接，步进电机通过信号线与电源线与烟尘采样器主机相连。本发明自动完成烟尘采样的全过程，减少操作人员在操作过程中受伤害的几率，采样嘴在定位时不会晃动、倾斜，定位精确，定位速度快，采样管的安装与拆卸方便。
文档编号G01N1/22GK102297787SQ20111013233
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者叶兵, 徐岚, 马建辉, 马继凯, 黄家炬 申请人:武汉境辉环保科技有限公司