一种基于β射线法帯闪烁计数器保护的大气颗粒物监测仪的制作方法

本实用新型属于领域，尤其涉及一种基于β射线法帯闪烁计数器保护的大气颗粒物监测仪。

背景技术：

β射线法监测大气颗粒物是我国空气中颗粒物监测的标准方法之一，β射线法大气颗粒物监测仪具有适用范围广和数据准确可靠等优点，目前在国内仍然占据主导地位。国内生产的β射线法大气颗粒物监测仪，大部分采用G-M计数器来检测β射线，但G-M管属气体电离计数器，存在死时间长，有漏计数现象，分辨时间长和使用寿命短等缺点。基于G-M管的局限性，有少部分监测仪采用了分辨时间短的闪烁计数器替代G-M管，闪烁计数器将β射线转化为荧光，通过测量转化后的荧光的间接测量方法检测β射线强度。闪烁计数器主要由前端的闪烁体和后端的光电倍增管组成，加载上高压的光电倍增管对环境光极为敏感，超剂量的光或直接强光照射，会导致光电倍增管信号输出异常，长时间恢复不到正常工作状态，甚至损坏光电倍增管。目前国内β射线法大气颗粒物监测仪对闪烁计数器后端的光电倍增管都是采用在闪烁体前端增加避光膜的方法来保护光电倍增管，此种保护的效果极其有限，无法保证闪烁计数器中的光电倍增管只有在弱光下才加载高压，保护光电倍增管。

闪烁体计数器对缺少光电倍增管的保护。现有的大气颗粒物监测仪对闪烁计数器后端的光电倍增管都是采用在闪烁体前端增加避光膜的方法来保护光电倍增管，此种保护的效果极其有限，无法保证闪烁计数器中的光电倍增管只有在弱光下才加载高压，保护光电倍增管。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于β射线法帯闪烁计数器保护的大气颗粒物监测仪，旨在解决现有的大气颗粒物监测仪对闪烁计数器后端的光电倍增管都是采用在闪烁体前端增加避光膜的方法来保护光电倍增管，此种保护的效果极其有限。避光膜过厚，则对β射线的吸收衰减加剧，导致监测仪的有效信号偏小，不利于提高整机性能；避光膜过薄，则对环境光的避光效果不佳，光电倍增管加载上高压后，会接收到大剂量的光线照射，会导致光电倍增管信号输出异常，长时间恢复不到正常工作状态，甚至损坏光电倍增管的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种基于β射线法帯闪烁计数器保护的大气颗粒物监测仪，所述大气颗粒物监测仪包括采样装置、伴热管、进气管外罩、弯管、连接阀、监测箱体及监测装置，所述监测装置设于所述监测箱体内，所述连接阀设于所述监测箱体内上，所述连接阀的出气口通过所述弯管连接所述监测装置，所述伴热管套设于所述采样装置上，所述采样装置的出气口穿过所述监测箱体连接所述连接阀的进气口，所述进气管外罩套设于所述采样装置与连接阀的连接处。

本实用新型的进一步技术方案是：所述采样装置包括PM10切割器、除水瓶、PM2.5切割器、采样管、保护套及连接器，所述PM10切割器通过连接器连接所述PM2.5切割器，所述除水瓶设于所述PM10切割器上，所述PM2.5切割器连接所述采样管，所述保护套设于所述采样管上。

本实用新型的进一步技术方案是：所述监测装置包括隔板、连接阀座、偏心轮、供纸盘、收纸盘、放射源座、计数轮、过滤纸带及压紧轮，所述连接阀座、偏心轮、供纸盘、计数轮、收纸盘及放射源座分别设于所述隔板上，所述过滤纸带的一端缠绕在供纸盘上，所述放射源设于所述放射源座上，所述过滤纸带的另一端经计数轮穿过放射源缠绕在所述收纸盘上，所述压紧轮设于所述放射源上，所述压紧轮的一端与所述偏心轮的轮盘圆周接触。

本实用新型的进一步技术方案是：所述放射源包括压纸铜板、光电倍增管座及光电倍增管，所述光电倍增管座设于所述压纸铜板上，所述光电倍增管设于所述光电倍增管座上，所述压紧轮的另一端压在所述压纸铜板上。

本实用新型的进一步技术方案是：所述监测装置还包括控制单元，所述控制单元设于所述隔板上，所述控制单元包括光电开关、高压供电控制电路、LDO第一电压转换模块、高压电源模块、LDO第二电压转换模块、基准电压产生电路、比较器、放大滤波模块、开关电源及计数分频模块，所述光电开关的输出端连接所述高压供电控制电路的输入端，所述高压供电控制电路输出端连接所述LDO第一电压转换模块的输入端，所述LDO第一电压转换模块的输出端连接所述高压电源模块的输入端，所述高压电源模块的输出端连接所述光电倍增管的输入端，所述光电倍增管的输出端连接所述放大滤波模块的输入端，所述开关电源的输出端分别连接所述LDO第二电压转换模块的输入端及高压供电控制电路的输入端，所述LDO第二电压转换模块的输出端分别连接所述基准电压产生电路的输入端、比较器的输入端及放大滤波模块的输入端，所述基准电压产生电路的输出端连接所述比较器的输入端，所述放大滤波模块的输出端连接所述比较器的输入端，所述比较器的输出端连接所述计数分频模块的输入端。

本实用新型的有益效果是：通过识别闪烁计数器所处状态，控制光电倍增管高压的通断，对光电倍增管进行保护。检测单元打开，滤纸处于松开状态时，控制光电倍增管高压断开；监测单元闭合，滤纸处于压紧状态时，控制光电倍增管高压打开。避免了光电倍增管在有可能接收到大剂量环境光照射时，仍处于高压加载的工作状态，对光电倍增管进行有效的保护，提高了监测仪的稳定性，降低维护成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于β射线法帯闪烁计数器保护的大气颗粒物监测仪结构图。

图2是本实用新型实施例提供的控制单元的电气原理图。

具体实施方式

图1、2示出了本实用新型提供的基于β射线法帯闪烁计数器保护的大气颗粒物监测仪，所述大气颗粒物监测仪包括采样装置、伴热管、进气管外罩、弯管、连接阀、监测箱体及监测装置，所述监测装置设于所述监测箱体内，所述连接阀设于所述监测箱体内上，所述连接阀的出气口通过所述弯管连接所述监测装置，所述伴热管套设于所述采样装置上，所述采样装置的出气口穿过所述监测箱体连接所述连接阀的进气口，所述进气管外罩套设于所述采样装置与连接阀的连接处。

所述采样装置包括PM10切割器、除水瓶、PM2.5切割器、采样管131、保护套129及连接器107，所述PM10切割器通过连接器连接所述PM2.5切割器，所述除水瓶设于所述PM10切割器上，所述PM2.5切割器连接所述采样管，所述保护套设于所述采样管上。

所述监测装置包括隔板、连接阀座、偏心轮、供纸盘、收纸盘、放射源座、计数轮、过滤纸带及压紧轮40，所述连接阀座、偏心轮、供纸盘、计数轮、收纸盘及放射源座分别设于所述隔板上，所述过滤纸带的一端缠绕在供纸盘上，所述放射源设于所述放射源座上，所述过滤纸带的另一端经计数轮穿过放射源缠绕在所述收纸盘上，所述压紧轮设于所述放射源上，所述压紧轮的一端与所述偏心轮的轮盘圆周接触。

所述放射源包括压纸铜板、光电倍增管座及光电倍增管，所述光电倍增管座设于所述压纸铜板上，所述光电倍增管设于所述光电倍增管座上，所述压紧轮的另一端压在所述压纸铜板上。

所述监测装置还包括控制单元，所述控制单元设于所述隔板上，所述控制单元包括光电开关、高压供电控制电路、LDO第一电压转换模块、高压电源模块、LDO第二电压转换模块、基准电压产生电路、比较器、放大滤波模块、开关电源及计数分频模块，所述光电开关的输出端连接所述高压供电控制电路的输入端，所述高压供电控制电路输出端连接所述LDO第一电压转换模块的输入端，所述LDO第一电压转换模块的输出端连接所述高压电源模块的输入端，所述高压电源模块的输出端连接所述光电倍增管的输入端，所述光电倍增管的输出端连接所述放大滤波模块的输入端，所述开关电源的输出端分别连接所述LDO第二电压转换模块的输入端及高压供电控制电路的输入端，所述LDO第二电压转换模块的输出端分别连接所述基准电压产生电路的输入端、比较器的输入端及放大滤波模块的输入端，所述基准电压产生电路的输出端连接所述比较器的输入端，所述放大滤波模块的输出端连接所述比较器的输入端，所述比较器的输出端连接所述计数分频模块的输入端。

实现了帯闪烁计数器保护的β射线法大气颗粒物监测仪，可实现对大气颗粒物的在线监测，具体结构框图见图1所示。包括PM10切割器（105）、除水瓶114、PM2.5切割器118、伴热管134、进气管外罩132、不锈钢弯管56、摇杆42、偏心轮37、光电倍增管座38、过滤纸带146、计数轮8、供纸盘26、收纸盘26、压纸铜板45、放射源座46、隔板1及压紧状态指示光电开关和松开状态指示光电开关组成。

环境空气由采样泵恒流吸入切割器切割成为符合技术要求的颗粒物样品气体采样管，流经采样管，经过滤膜后排出，颗粒物被收集在可以自动更换的滤膜上，当β射线穿过滤膜上沉积的颗粒物时，射线强度会衰减，通过对β射线的测定便可计算出颗粒物的浓度。

闪烁计数器中的光电倍增管高压由光电开关反馈的控制信号经高压供电控制电路控制。检测单元打开，滤纸处于松开状态时，松开状态指示光电开关152反馈控制信号，控制光电倍增管高压断开；监测单元闭合，滤纸处于压紧状态时，压紧状态指示光电开关96反馈控制信号，控制光电倍增管高压打开。具体保护工作原理图如图2所示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。