专利名称：一种采样气体流量恒定控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环境保护、劳动保护及医学卫生领域中在大气环境、作业场所测定粉尘浓度的采样器所使用的一种采样气体流量恒定控制器(以下简称恒流器)。
在采样器的工作过程中，随着所采集到的粉尘量的增加，采样部份的阻力增加，采样动力的负荷加大，而造成采样器采样体积流量降低，影响了采样数据的准确性。为了解决这一问题，采样动力装置必须带有恒流器，以保证在整个采样过程中采样体积流量始终在设定值的允许误差范围内。目前国内外采用的恒流器有热线式、限流孔式和磁电机式等；采样动力可分为直流转速可调风机式和交流转速不可调抽气泵式。由于恒流器的工作原理不同，一定类型的恒流器要与一定类型的采样动力相配合，热线式恒流器是目前应用最广泛的一种，它通过测定散热量来求出采样气体流量的变化反馈到采样动力调整电机转速来达到恒流的，因此要与直流型风机相配合，这种恒流器所控制的是质量流量，每次使用前都需要用一个体积流量计进行校对定标，这带来了采样时的附加工作量，而且这种恒流器结构相对比较复杂。磁电机式恒流器是根据通过磁电机的气体流量不同而产生的电能不同，反馈到采样动力调整电机转速来达到恒流的。这种恒流器在日本有所应用，而在国内未见报导。美国专利4649760提出了限流孔式恒流器，它是一种全机械结构，它使采样气体压缩直至达到声速而保持恒流。工作稳定可靠，故障率低。但这种恒流器所需采样动力的能量要比较大，一般直流型风机很难满足要求。对于采样动力而言，直流型风机造价低，能量消耗小，但负载能力弱。而交流型抽气泵则负载能力强，但造价高、能量消耗大。
本实用新型的目的是要提供一种带有新型机械调节阻力平衡式恒流器。在同样满足采样器对于采样动力装置提出的精度要求的前提下，它不但具有工作稳定可靠，故障率低的特点，而且对于采样动力的类型没有固定要求，本恒流器既可与抽气泵也可与风机相匹配。
本实用新型的工作原理是对于风机或抽气泵这一类采样动力，其流量(Q)与负载(F)有固定的对应关系，Q＝q(F)，不同的负载对应不同的流量。在正常工作状态下，只要负载(F)固定，采样动力所提供的气体流量Q就是一个恒定值。对于同一种采样动力，q(F)具有固定的函数形式。在整个采样气路系统中，采样阻力(F1)与恒流器的阻力(F2)串联叠加构成了采样动力的负载(F)。其中F1随采样器采集粉尘量的增加而增加，F2在气路中调节系统阻力，F2应满足下述关系式F2＝f(X)其中X为调节参数，f(X)表示恒流器的调节性能，它应是调节参数X的一个递减函数。f(X)的函数关系应与采样阻力(F1)的变化相匹配。即采样阻力(F1)增加多少，恒流器的调节性能f(X)使其自身的阻力(F2)降低多少，使两者之和(F1＋F2)等于一个常数。这样对于采样动力，由过去变化的负载变为一个固定负载，从而达到使采样流量保持恒定的目的。
恒流器的结构由
图1所示，是一个弹性装置(5)支撑一个浮子(4)，安装在一个内壁为弧面的主体(3)中，弧面的小横截面指向气流方向。主体中心有一根导杆(1)，保证浮子沿中心线移动，上盖(2)与下盖(7)是浮子位移的两个极限位置。
本实用新型是这样实现的当采样气体通过恒流器主体(3)时，气体对浮子产生一个压力(P)，当这个压力与浮子自身重力(W)和弹性装置的弹力(T)相平衡时，即P＝W＋T浮子就停留在某一位置，形成一定的过流断面(A)，恒流器产生一个阻力(F2)，浮子平衡在不同位置，形成不同的过流断面(A)，F2也就随之变化。过流断面(A)即为调节参数(X)。这时采样动力提供相应的采样气体流量(Q)。当采样阻力(F1)增加，通过恒流器的气体密度变小，浮子(4)所受到的压力(P)减小，浮子(4)在弹性装置(5)作用下沿气流相反方向产生位移。在恒流器中形成新的过流断面(A)，使恒流器的阻力(F2)下降，由于特殊设计的弧面，使恒流器阻力下降部份与采样阻力增加部份相抵销，形成对于采样动力而言的一个恒定负载。
本实用新型的着眼点不在先测量采样气体流量的变化，然后反馈到采样动力增加电机转速来达到恒定流量。因此不需要复杂的测量反馈系统。同时这种恒流器也不象限流孔那样需要很大的动力将气体压缩至声速，而是通过改变过流断面来调节系统阻力，本身阻力很低，所需采样动力大大减小，对于采样动力没有特殊要求，易于实现。
图1恒流器结构简图1.导杆2.上盖3.主体4.浮子5.弹簧6.密封圈7.下盖8.气流方向
权利要求1.一种采样气体流量恒定控制器，其特征在于该恒流器是一个弹性装置(5)支撑一个浮子(4)，安装在一个内壁为弧面的主体(3)中，主体中心有一根导杆(1)，上盖(2)与下盖(7)是浮子位移的两个极限位置。
2.根据权利要求1所述的采样气体流量恒定控制器，其主体(3)内壁的弧面的小横截面指向气流方向。
专利摘要本实用新型涉及环境保护、劳动保护及医学卫生领域中在大气环境、作业场所测定粉尘浓度的采样器所使用的一种采样气体流量恒定控制器，其特征在于该恒流器是一个弹性装置(5)支撑一个浮子(4)，安装在一个内壁为弧面的主体(3)中，主体中心有一根导杆(1)，上盖(2)与下盖(7)是浮子位移的两个极限位置。在同样满足采样器对于采样动力装置提出的精度要求的前提下，它不但具有工作稳定可靠，故障率低的特点，而且对于采样动力的类型没有固定要求，本恒流器既可与抽气泵也可与风机相匹配。
文档编号G01N1/24GK2062045SQ9020421
公开日1990年9月12日 申请日期1990年3月27日 优先权日1990年3月27日
发明者刘再学, 刘凡 申请人:刘再学