专利名称：放射性气溶胶采样装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及放射性大气环境监测领域，具体而言，涉及一种放射性气溶胶采样装置。
背景技术：
放射性气溶胶监测是大气环境保护的一项重要内容，对于核工业生产中及时发现放射性异常泄露，开展大气环境污染整治具有重要意义。但目前放射性环境监测存在以下问题:发生事故后，事故区域放射性强，工作人员不适宜进入开展地面采样；放射性气溶胶分布区域大，人员撤离成本高。因此，如何在确保工作人员安全的前提下，开展大区域范围的高效气溶胶采样成为放射性环境应急监测中面临的问题。现有的放射性气溶胶采样装置采用地面主动式采样，主要包括抽气机，采样仓，导流器等结构，通过抽气机抽气产生动力，在采样仓中进行滤膜过滤收集气溶胶粒子。这种放射性气溶胶采样装置不仅体积较大、采样时间较长、采样覆盖区域较小，而且受抽气机的供电需求对采样地点有一定的限制，导致放射性气溶胶采样装置只适用于特定地点采样。一些大气污染观测采样器采用航空采样方式，但其采样管与气流方向垂直且采样管具有拐角，导致气溶胶损失较多，气溶胶的采集量较小，难以实现低活度水平检测。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种体积小、采样时间短、采样区域广、采样地点不受限制、采集量大、数据采集全面、能够提高事故区域内工作人员的安全性的放射性气溶胶采样装置。为实现上述目的，本发明提出一种放射性气溶胶采样装置，所述放射性气溶胶采样装置适于固定在飞行器上，包括:采样管，所述采样管内具有沿前后方向贯通所述采样管的采样腔；采样组件，所述采样组件设在所述采样管上用于采集流过所述采样腔的气体中的气溶胶；检测组件，所述检测组件包括设在所述采样组件上用于检测经过所述采样组件的气体的温度和湿度的温湿度传感器、用于检测经过所述采样组件的气体的压力的气压传感器、用于检测经过所述采样组件的气体的流速的流速传感器以及设在所述采样管上用于检测采样时间、采样经纬度和采样高度的GPS天线；处理器组件，所述处理器组件设在所述采样管上，所述处理器组件与所述检测组件相连以便所述处理器组件将所述检测组件的模拟信号转换为数字信号并将所述数字信号存储起来；和供电器，所述供电器分别与所述处理器组件和所述检测组件相连以对所述处理器组件和所述检测组件供电。根据本发明实施例的放射性气溶胶采样装置通过固定在飞行器上，可以利用飞行器飞行时产生的空气动力被动采集空气中的气溶胶粒子。这样可以保证在事故发生地区进行采样的工作人员的安全，尤其是核事故发生初期不宜工作人员靠近的地面场所。即可以避免核应急中高放射性活度场合对工作人员的伤害。并且利用飞行器进行采样，不仅可以大幅提高采样的效率以大幅缩短采样时间，而且采样的范围更广。
另外，所述放射性气溶胶采样装置不仅无需设置抽气机，而且所述处理器组件体积较小、功率较低，仅需所述供电器即可完成不小于20小时的空中连续采样和数据存储，由此可以摆脱现有主动式放射性气溶胶采样装置对大功率电源的需求，使采样地点不受限制。此外，所述采样管的采样腔沿前后方向定位，这样可以使所述采样腔与气流的流动方向一致，从而可以增大所述放射性气溶胶采样装置的采集量。并且所述采样管为直管结构，无拐角，由此可以减少气溶胶的损失，从而可以进一步增大所述放射性气溶胶采样装置的采集量以实现低活度水平检测。所述放射性气溶胶采样装置通过设置所述GPS天线，可以检测采样的时间、采样的经纬度和采样的高度，即可以实时检测采样环境的参数，这样可以使所述放射性气溶胶采样装置的数据采集更加全面，从而可以为后续样品的放射性分析提供数据支持。因此，根据本发明实施例的放射性气溶胶采样装置具有体积小、采样时间短、采样区域广、采样地点不受限制、采集量大、数据采集全面、能够提高事故区域内工作人员的安全性等优点。另外，根据本发明的放射性气溶胶采样装置还具有如下附加技术特征:根据本发明的一个实施例，所述采样管包括:第一采样子管，所述第一采样子管内具有沿前后方向贯通所述第一采样子管的第一采样子腔；和第二采样子管，所述第二采样子管内具有沿前后方向贯通所述第二采样子管的第二采样子腔，所述第二采样子管的前端与所述第一采样子管的后端相连且所述第二采样子腔与所述第一采样子腔连通，其中所述采样组件设在所述第一采样子管和所述第二采样子管之间。这样可以更加方便地从所述采样组件上进行取样。根据本发明的一个实施例，所述采样管由聚氯乙烯制成，所述采样管的内表面为抛光面。由此不仅可以减轻所述采样管的重量，而且便于气溶胶粒子粘附在所述采样组件上。根据本发明的一个实施例，所述第一采样子管和所述第二采样子管通过前法兰和后法兰相连，所述采样组件位于所述前法兰和所述后法兰之间。这样不仅可以将所述第一采样子管和所述第二采样子管牢固地且可拆卸地连接起来，而且可以更加方便地将所述采样组件固定在所述采样管上。根据本发明的一个实施例，所述采样管上设有固定架，所述处理器组件和所述供电器设在所述固定架上。由此可以更加方便地将所述处理器组件和所述供电器安装在所述采样管上，且可以提高所述处理器组件和所述供电器在所述采样管上的稳定性。根据本发明的一个实施例，所述固定架包括设在所述第二采样子管的前端的前支架、设在所述第二采样子管的后端的后支架以及分别与所述前支架和所述后支架相连的水平支架，所述处理器组件和所述供电器安装在所述水平支架上。由此可以进一步提高所述处理器组件和所述供电器在所述采样管上的稳定性，且所述固定架的结构简单、制造容易、安装和拆卸方便。根据本发明的一个实施例，所述水平支架上设有保护盒，所述处理器组件和所述供电器设在所述保护盒内。这样不仅可以利用所述保护盒保护所述处理器组件以防止所述处理器组件损坏，而且可以使所述放射性气溶胶采样装置的外观更加整齐、美观。
根据本发明的一个实施例，所述采样组件包括:支架，所述支架设在所述第一采样子管和所述第二采样子管之间；和过滤件，所述过滤件设在所述支架上且位于所述第一采样子管和所述第二采样子管之间。由此可以利用所述支架支撑所述过滤件以防止所述过滤件被气流冲击而破损。根据本发明的一个实施例，所述支架为丝网，所述过滤件为过滤膜。由此不仅可以避免所述支架阻碍气流在所述采样腔内的流动，而且可以更进一步地提高所述放射性气溶胶采样装置的采集量。根据本发明的一个实施例，所述采样组件还包括气流调理件，所述气流调理件内具有沿前后方向贯通所述气流调理件的气流腔，所述气流腔的横截面的面积沿所述气流腔内的气体的流动方向减小，所述气流调理件的前端与所述支架的后表面相连且后端伸入所述第二采样子腔，所述温湿度传感器、所述气压传感器和所述流速传感器设在所述气流调理件上且所述流速传感器位于所述气流腔的出气口处。这样不仅可以在所述气流腔的后端形成稳定的风速场，而且可以提高所述流速传感器的检测结果的精度。根据本发明的一个实施例，所述第一采样子管和所述过滤件之间设有前垫圈，所述过滤件与所述支架之间设有中垫圈，所述支架与所述气流调理件之间设有后垫圈。由此不仅可以使所述采样组件的结构更加稳定、保护所述过滤件不受损坏，而且可以提高所述放射性气溶胶采样装置的密封性。根据本发明的一个实施例，所述处理器组件包括与所述GPS天线相连的GPS转换模块、与所述温湿度传感器相连的温湿度转换模块、与所述气压传感器相连的气压转换模块、与所述流速传感器相连的流速转换模块、储存模块以及分别与所述GPS转换模块、所述温湿度转换模块、所述气压转换模块、所述流速转换模块、和所述储存模块相连的处理器。所述处理器组件具有性能全面、结构简单、功率小等优点。根据本发明的一个实施例，所述处理器组件还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器相连以便所述处理器通过所述无线通信模块将所述数字信号传输至计算机。由此可以实时将所述检测组件的检测结果传输至地面，以对应急决策提供及时数据支持。根据本发明的一个实施例，所述放射性气溶胶采样装置还包括适于安装在所述飞行器上的安装架，所述采样管设在所述安装架上。由此可以降低成本、提高所述飞行器的安全。根据本发明的一个实施例，所述安装架包括底板、沿前后方向间隔开地设在所述底板上的多个安装框、分别与多个所述安装框相连的顶梁和设在所述顶梁上且适于与所述飞行器相连的飞行器连接件，所述底板、多个所述安装框和所述顶梁之间限定出安装空间，所述采样管、所述采样组件、所述检测组件、所述处理器组件和所述供电器安装在所述底板上且位于所述安装空间内。由此可以提高所述采样管、所述采样组件、所述检测组件、所述处理器组件和所述供电器在所述安装架上的稳定性，且所述安装架的结构稳定、制造容易。根据本发明的一个实施例，所述安装架还包括采样管固定件，所述采样管通过所述采样管固定件安装在所述底板上。由此可以进一步提高所述采样管、所述采样组件、所述检测组件、所述处理器组件和所述供电器在所述安装架上的稳定性。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是根据本发明实施例的放射性采样装置的结构示意图；图2是根据本发明实施例的放射性采样装置的爆炸图；图3是根据本发明实施例的放射性采样装置的处理器组件的结构示意图；图4是根据本发明另一个实施例的采样装置的结构示意图。计算机2、放射性气溶胶采样装置1、采样管100、采样腔110、第一采样子管120、第二采样子管130、采样组件200、支架210、过滤件220、气流调理件230、前垫圈240、中垫圈250、后垫圈260、检测组件300、温湿度传感器310、气压传感器320、流速传感器330、GPS天线340、处理器组件400、GPS转换模块410、温湿度转换模块420、气压转换模块430、流速转换模块440、储存模块450、处理器460、无线通信模块470、前法兰500、后法兰600、固定架700、前支架710、后支架720、水平支架730、保护盒731、底板810、安装框820、顶梁830、飞行器连接件840、采样管固定件850。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的放射性气溶胶采样装置I。如图1-图4所示，根据本发明实施例的放射性气溶胶采样装置I适于固定在飞行器上且放射性气溶胶采样装置I包括采样管100、采样组件200、检测组件300、处理器组件400和供电器(图中未示出)。采样管100内具有沿前后方向贯通采样管100的采样腔110 (前后方向如图1、图2和图4中的箭头A所示)。采样组件200设在采样管100上用于采集流过采样腔110的气体中的气溶胶。检测组件300包括设在采样组件200上用于检测经过采样组件200的气体的温度和湿度的温湿度传感器310、用于检测经过采样组件200的气体的压力的气压传感器320、用于检测经过采样组件200的气体的流速的流速传感器330以及设在采样管100上用于检测采样时间、采样经纬度和采样高度的GPS天线340。处理器组件400设在采样管100上，处理器组件400与检测组件300相连以便处理器组件400将检测组件300的模拟信号转换为数字信号并将所述数字信号存储起来。所述供电器分别与处理器组件400和检测组件300相连以对处理器组件400和检测组件300供电。下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的放射性气溶胶采样装置I的工作过程。放射性气溶胶采样装置I固定在飞行器上后，飞行器在飞行过程中，气流从采样管100的前端流入采样腔110，气流经过采样组件200时，空气中的气溶胶粒子被收集在采样组件200上，同时检测组件300的温湿度传感器310检测到经过采样组件200的空气的温度和湿度、气压传感器320检测到经过采样组件200的空气的气压、流速传感器330检测到经过采样组件200的空气的流速且GPS天线340检测到采样的时间、采样的经纬度和采样的高度，处理器组件400将检测组件300检测到的模拟信号转化为数字信号并将所述数字信号存储起来。采集完成后，可以根据存储起来的所述数字信号计算出采样空气的体积。具体地，可以根据经过采样组件200的空气的温湿度、经过采样组件200的空气的气压和经过采样组件200的空气的流速计算出采样空气的体积，然后根据所述采样空气的体积和采样组件200上采集的气溶胶的量计算出采集区域内的放射性浓度。其中GPS天线340检测到的采样时间、采样经纬度和采样高度用于后期进一步分析检测结果数据。根据本发明实施例的放射性气溶胶采样装置I通过固定在飞行器上，可以利用飞行器飞行时产生的空气动力被动采集空气中的气溶胶粒子。这样可以保证在事故发生地区进行采样的工作人员的安全，尤其是核事故发生初期不宜工作人员靠近的地面场所。即可以避免核应急中高放射性活度场合对工作人员的伤害。并且利用飞行器进行采样，不仅可以大幅提高采样的效率以大幅缩短采样时间，而且采样的范围更广。另外，放射性气溶胶采样装置I不仅无需设置抽气机，而且处理器组件400体积较小、功率较低，仅需所述供电器即可完成不小于20小时的空中连续采样和数据存储，由此可以摆脱现有主动式放射性气溶胶采样装置对大功率电源的需求，使采样地点不受限制。此外，采样管100的采样腔110沿前后方向定位，这样可以使采样腔110与气流的流动方向一致，从而可以增大放射性气溶胶采样装置I的采集量。并且采样管100为直管结构，无拐角，由此可以减少气溶胶的损失，从而可以进一步增大放射性气溶胶采样装置I的采集量以实现低活度水平检测。放射性气溶胶采样装置I通过设置GPS天线340，可以检测采样的时间、采样的经纬度和采样的高度，即可以实时检测采样环境的参数，这样可以使放射性气溶胶采样装置I的数据采集更加全面，从而可以为后续样品的放射性分析提供数据支持。因此，根据本发明实施例的放射性气溶胶采样装置I具有体积小、采样时间短、采样区域广、采样地点不受限制、采集量大、数据采集全面、能够提高事故区域内工作人员的安全性等优点。图1、图2和图4示出了根据本发明一个具体实施例的放射性气溶胶采样装置I。如图1-图4所示，采样管100可以包括第一采样子管120和第二采样子管130。第一采样子管120内可以具有沿前后方向贯通第一采样子管120的第一采样子腔。第二采样子管130内可以具有沿前后方向贯通第二采样子管130的第二采样子腔，第二采样子管130的前端可以与第一采样子管120的后端相连且所述第二采样子腔可以与所述第一采样子腔连通，即所述第二采样子腔可以与所述第一采样子腔共同构成采样腔110。飞行器飞行时，气流先经过所述第一采样子腔，然后由所述第二采样子腔流出。其中采样组件200可以设在第一采样子管120和第二采样子管130之间。这样在采样完成后，可以通过拆卸第一采样子管120和第二采样子管130取出采样组件200，从而可以更加方便地从采样组件200上进行取样。具体而言，所述第一采集子腔的横截面可以为圆形且所述第一采集子腔的横截面的直径可以为196毫米，由此可以进一步提高气溶胶的采集量，从而可以改善采集样品的探测限以便用于放射性浓度较低的日常大气环境监测。所述第一采集子腔的长度可以为300毫米，这样不仅可以在所述第一采集子腔内形成稳定的气流实体以为采样组件200采样提供压力，而且可以减小侧向气流对所述第一采集子腔内压力的影响。所述第二采集子腔的横截面可以为圆形且所述第二采集子腔的横截面的直径可以为196毫米，所述第二采集子腔的长度可以为450毫米。由此不仅可以便于安装处理器组件400、使经过采样组件200的气流具有一个稳定的速度场，而且可以使放射性气溶胶采样装置I的重心偏后以提高放射性气溶胶采样装置I的结构的稳定性。有利地，采样管100可以由聚氯乙烯制成，采样管100的内表面可以为抛光面。即第一采样子管120和第二采样子管130可以由聚氯乙烯制成，所述第一采样子腔的壁和所述第二采样子腔的壁可以抛光处理。由此不仅可以在保证采样管100的刚度足够的情况下减轻采样管100的重量，而且可以减小空气的阻力以便于气溶胶粒子粘附在采样组件200上。可选地，如图1和图2所示，第一采样子管120和第二采样子管130可以通过前法兰500和后法兰600相连，采样组件200可以位于前法兰500和后法兰600之间。具体地，前法兰500和后法兰600可以通过4个螺栓相连。这样不仅可以将第一采样子管120和第二采样子管130牢固地且可拆卸地连接起来，而且可以更加方便地将采样组件200固定在采样管100上。图1、图2和图4示出了根据本发明一个实施例的放射性气溶胶采样装置I。如图1、图2和图4所示，采样管100上可以设有固定架700，处理器组件400和所述供电器可以设在固定架700上。由此可以更加方便地将处理器组件400和所述供电器安装在采样管100上，且可以提高处理器组件400和所述供电器在采样管100上的稳定性。可选地，如图1和图2所示，固定架700可以包括设在第二采样子管130的前端的前支架710、设在第二采样子管130的后端的后支架720以及分别与前支架710和后支架720相连的水平支架730，处理器组件400和所述供电器可以安装在水平支架730上。换言之，水平支架730的前端可以与前支架710相连且水平支架730的后端可以与后支架720相连，前支架710、水平支架730和后支架720可以通过4根螺纹杆相连。由此可以进一步提高处理器组件400和所述供电器在采样管100上的稳定性，且固定架700的结构简单、制造容易、安装和拆卸方便。
有利地，如图1、图2和图4所示，水平支架730上可以设有保护盒731，处理器组件400和所述供电器可以设在保护盒731内。其中保护盒731可以为多个，多个保护盒731可以分别罩设在处理器组件400的各个部分上以与处理器组件400的结构相适配。这样不仅可以利用保护盒731保护处理器组件400以防止处理器组件400损坏，而且可以使放射性气溶胶采样装置I的外观更加整齐、美观。图2示出了根据本发明一个具体示例的放射性气溶胶采样装置I。如图2所示，采样组件200可以包括支架210和过滤件220。支架210可以设在第一采样子管120和第二采样子管130之间。过滤件220可以设在支架210上且过滤件220可以位于第一采样子管120和第二采样子管130之间，用于采集经过的空气中的气溶胶粒子。具体地，支架210和过滤件220可以夹持在前法兰500和后法兰600之间，过滤件220可以通过丝线拉紧固定在第一采样子管120上以保证过滤件220的平整性。通过设置支架210，可以利用支架210支撑过滤件220以防止过滤件220被气流冲击而破损。具体而言，支架210可以为丝网，过滤件220可以为过滤膜。更为具体地，支架210可以为钢制丝网，过滤件220可以为直径为200毫米的圆形微孔玻璃纤维滤膜。由此不仅可以避免支架210阻碍气流在采样腔110内的流动，而且可以更进一步地提高放射性气溶胶采样装置I的采集量。可选地，如图2所示，采样组件200还可以包括气流调理件230，气流调理件230内可以具有沿前后方向贯通气流调理件230的气流腔，所述气流腔的横截面的面积可以沿所述气流腔内的气体的流动方向减小，即所述气流腔的后端的横截面的面积可以小于所述气流腔内的前端的横截面的面积。气流调理件230的前端可以与所述支架210的后表面相连且气流调理件230的后端可以伸入所述第二采样子腔，温湿度传感器310、气压传感器320和流速传感器330可以设在气流调理件230上且流速传感器330可以位于所述气流腔的出气口处(即气流调理件230的后端)。由于经过过滤件220的气流的流速会显著减小，通过设置气流调理件230，不仅可以在所述气流腔的后端形成稳定的风速场，而且可以提高经过过滤件220的气流的流速，从而可以使经过过滤件220的气流的流速位于流速传感器330的最佳检测范围内以提高流速传感器330的检测结果的精度。具体地，气流调理件230在前后方向上的长度可以为160毫米，其中气流调理件230的后部的平直部分在前后方向上的长度可以为100毫米。，所述气流腔前端的横截面的直径可以为196毫米，所述气流腔后端的横截面的直径可以为40毫米，所述气流腔前端的横截面的面积与所述气流腔后端的横截面的面积的比例可以为24:1。由于气流的流速与所述气流腔的横截面的面积成反比，因此所述气流腔前端的气流的流速与所述气流腔后端的气流的流速的比例为402:1962，即1:24。有利地，如图2所示，第一采样子管120和过滤件220之间可以设有前垫圈240，即前法兰500和过滤件220之间可以设有前垫圈240，过滤件220与支架210之间可以设有中垫圈250，支架210与气流调理件230之间可以设有后垫圈260。前垫圈240可以保证前法兰500紧压过滤件220，且可以防止过滤件220被前法兰500挤压而破损。中垫圈250可以保证支架210紧压过滤件220，且可以防止过滤件220被支架210紧压而损坏。后垫圈260可以使支架210与气流调理件230紧密连接。也就是说，通过设置前垫圈240、中垫圈250和后垫圈260，不仅可以使采样组件200的结构更加稳定、保护过滤件220不受损坏，而且可以密封第一采样子管120和第二采样子管130之间的缝隙以提高放射性气溶胶采样装置I的密封性。图3示出了根据本发明一个实施例的放射性气溶胶采样装置I。如图3所示，处理器组件400可以包括与GPS天线340相连的GPS转换模块410、与温湿度传感器310相连的温湿度转换模块420、与气压传感器320相连的气压转换模块430、与流速传感器330相连的流速转换模块440、储存模块450以及分别与GPS转换模块410、温湿度转换模块420、气压转换模块430、流速转换模块440、和储存模块450相连的处理器460。GPS转换模块410可以将GPS天线340的模拟信号转化为数字信号并传输至处理器460、温湿度转换模块420可以将温湿度传感器310的模拟信号转化为数字信号并传输至处理器460、气压转换模块430可以将气压传感器320的模拟信号转化为数字信号并传输至处理器460、流速转换模块440可以将流速传感器330的模拟信号转化为数字信号并传输至处理器460，处理器460接收到GPS转换模块410、温湿度转换模块420、气压转换模块430和流速转换模块440的传输的数字信号后将数字信号存储在储存模块450内。处理器组件400具有性能全面、结构简单、功率小等优点。其中保护盒731可以为两个，两个保护盒731可以沿前后方向间隔开地设在水平支架730上，位于前方的较小的保护盒731可以单独罩设在流速转换模块440。有利地，如图3所示，处理器组件400还可以包括无线通信模块470，无线通信模块470可以与处理器460相连以便处理器460通过无线通信模块470将所述数字信号传输至计算机2。由此可以实时将检测组件300的检测结果传输至地面，以对应急决策提供及时数据支持。图4示出了根据本发明一个具体实施例的放射性气溶胶采样装置I。如图4所示，放射性气溶胶采样装置I还可以包括适于安装在所述飞行器上的安装架，采样管100可以设在所述安装架上。通过设置所述安装支架，可以更加方便地将整个放射性气溶胶采样装置I安装在所述飞行器的底部的悬挂系统上。也就是说，无需对所述飞行器进行结构改动，由此可以降低成本、提高所述飞行器的安全。具体而言，如图4所示，所述安装架可以包括底板810、沿前后方向间隔开地设在底板810上的多个安装框820、分别与多个安装框820相连的顶梁830和设在顶梁830上且适于与所述飞行器相连的飞行器连接件840，底板810、多个安装框820和顶梁830之间可以限定出安装空间，采样管100、采样组件200、检测组件300、处理器组件400和所述供电器可以安装在底板810上且可以位于所述安装空间内。底板810可以由多个条杆横纵交叉焊接而成，飞行器连接件840可以为多个且多个飞行器连接件840可以与所述飞行器底部的悬挂系统相连。由此可以提高采样管100、采样组件200、检测组件300、处理器组件400和所述供电器在所述安装架上的稳定性，且所述安装架的结构稳定、制造容易。其中采样管100、采样组件200、检测组件300、处理器组件400和所述供电器可以为多组以提高气溶胶的采集量，顶梁830可以为多个以保证所述安装架的结构的稳定性。有利地，所述安装架还可以包括采样管固定件850，采样管100可以通过采样管固定件850安装在底板810上。具体地，采样管固定件850可以为四个，前支架710可以通过两个采样管固定件850安装在底板810，后支架720可以通过两个采样管固定件850安装在底板810上。由此可以进一步提高采样管100、采样组件200、检测组件300、处理器组件400和所述供电器在所述安装架上的稳定性。更为有利地，采样管固定件850可以焊接在底板810上且前支架710和后支架720可以分别通过螺栓与采样管固定件850相连，这样可以在保证放射性气溶胶采样装置I的稳定牢固性的同时使放射性气溶胶采样装置I的拆卸更加方便。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述放射性气溶胶采样装置适于固定在飞行器上，所述放射性气溶胶采样装置包括: 采样管，所述采样管内具有沿前后方向贯通所述采样管的采样腔； 采样组件，所述采样组件设在所述采样管上用于采集流过所述采样腔的气体中的气溶胶； 检测组件，所述检测组件包括设在所述采样组件上用于检测经过所述采样组件的气体的温度和湿度的温湿度传感器、用于检测经过所述采样组件的气体的压力的气压传感器、用于检测经过所述采样组件的气体的流速的流速传感器以及设在所述采样管上用于检测采样时间、采样经纬度和采样高度的GPS天线； 处理器组件，所述处理器组件设在所述采样管上，所述处理器组件与所述检测组件相连以便所述处理器组件将所述检测组件的模拟信号转换为数字信号并将所述数字信号存储起来；和 供电器，所述供电器分别与所述处理器组件和所述检测组件相连以对所述处理器组件和所述检测组件供电。
2.根据权利要求1所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述采样管包括: 第一采样子管，所述第一采样子管内具有沿前后方向贯通所述第一采样子管的第一采样子腔；和 第二采样子管，所述第二采样子管内具有沿前后方向贯通所述第二采样子管的第二采样子腔，所述第二采样子管的前端与所述第一采样子管的后端相连且所述第二采样子腔与所述第一采样子腔连通，其中所述采样组件设在所述第一采样子管和所述第二采样子管之间。
3.根据权利要求1所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述采样管由聚氯乙烯制成，所述采样管的内表面为抛光面。
4.根据权利要求2所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述第一采样子管和所述第二采样子管通过前法兰和后法兰相连，所述采样组件位于所述前法兰和所述后法兰之间。
5.根据权利要求2所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述采样管上设有固定架，所述处理器组件和所述供电器设在所述固定架上。
6.根据权利要求5所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述固定架包括设在所述第二采样子管的前端的前支架、设在所述第二采样子管的后端的后支架以及分别与所述前支架和所述后支架相连的水平支架，所述处理器组件和所述供电器安装在所述水平支架上。
7.根据权利要求6所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述水平支架上设有保护盒，所述处理器组件和所述供电器设在所述保护盒内。
8.根据权利要求2所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述采样组件包括: 支架，所述支架设在所述第一采样子管和所述第二采样子管之间；和 过滤件，所述过滤件设在所述支架上且位于所述第一采样子管和所述第二采样子管之间。
9.根据权利要求8所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述支架为丝网，所述过滤件为过滤膜。
10.根据权利要求9所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述采样组件还包括气流调理件，所述气流调理件内具有沿前后方向贯通所述气流调理件的气流腔，所述气流腔的横截面的面积沿所述气流腔内的气体的流动方向减小，所述气流调理件的前端与所述支架的后表面相连且后端伸入所述第二采样子腔，所述温湿度传感器、所述气压传感器和所述流速传感器设在所述气流调理件上且所述流速传感器位于所述气流腔的出气口处。
11.根据权利要求10所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述第一采样子管和所述过滤件之间设有前垫圈，所述过滤件与所述支架之间设有中垫圈，所述支架与所述气流调理件之间设有后垫圈。
12.根据权利要求1所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述处理器组件包括与所述GPS天线相连的GPS转换模块、与所述温湿度传感器相连的温湿度转换模块、与所述气压传感器相连的气压转换模块、与所述流速传感器相连的流速转换模块、储存模块以及分别与所述GPS转换模块、所述温湿度转换模块、所述气压转换模块、所述流速转换模块、和所述储存模块相连的处理器。
13.根据权利要求12所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述处理器组件还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器相连以便所述处理器通过所述无线通信模块将所述数字信号传输至计算机。
14.根据权利要求1所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，还包括适于安装在所述飞行器上的安装架，所述采样管设在所述安装架上。
15.根据权利要求14所述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述安装架包括底板、沿前后方向间隔开地设在所述底板上的多个安装框、分别与多个所述安装框相连的顶梁和设在所述顶梁上且适于与所述飞行器相连的飞行器连接件，所述底板、多个所述安装框和所述顶梁之间限定出安装空间，所述采样管、所述采样组件、所述检测组件、所述处理器组件和所述供电器安装在所述底板上且位于所述安装空间内。
16.根据权利要求15所 述的放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述安装架还包括采样管固定件，所述采样管通过所述采样管固定件安装在所述底板上。
全文摘要
本发明公开了一种放射性气溶胶采样装置，所述放射性气溶胶采样装置适于固定在飞行器上，包括采样管，所述采样管内具有采样腔；采样组件，用于采集流过所述采样腔的气体中的气溶胶；检测组件，所述检测组件包括温湿度传感器、气压传感器、流速传感器以及GPS天线；处理器组件，所述处理器组件与所述检测组件相连以将模拟信号转换为数字信号并存储起来；和供电器，所述供电器分别与所述处理器组件和所述检测组件相连以对所述处理器组件和所述检测组件供电。根据本发明实施例的放射性气溶胶采样装置1具有体积小、采样时间短、采样区域广、采样地点不受限制、采集量大、数据采集全面、能够提高事故区域内工作人员的安全性等优点。
文档编号G01N1/22GK103115802SQ20131000522
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者徐宏坤, 吴其反, 程建平 申请人:清华大学