一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置的制作方法

一种基于
β
射线法的烟尘浓度快速测试装置
技术领域
1.本实用新型涉及烟尘检测装置的技术领域，特别是涉及一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置。


背景技术：

2.烟尘是影响环境空气质量的首要污染物，为减少工业锅炉、电站锅炉及工业窑炉等对烟尘的排放，世界各国正在深入研究并进行控制。目前常用的烟尘浓度测试方法有：滤膜称重法、微量振荡天平法、光散射测试法和β射线吸收法等。传统方法滤膜称重法具有较高的检测精度使用较多，但是该检测方法需要对烟气进行采集、烘干和称重等繁琐流程，极大地加重了检测成本、时间和现场劳作强度。β射线吸收法是先将β射线先后穿过清洁滤纸和采样滤纸，根据前后2次β射线被吸收量的差值得出烟尘浓度，不受烟尘种类、粒度、分散度和形状等的影响，不会带来人为误差，是烟尘测量方法中准确、快速的一种方法。β射线吸收法选择玻璃纤维、石英等材质滤膜。滤膜材质不应吸收或与废气中的气态化合物发生化学反应，在最大的采样温度下应保持热稳定；对于直径为0.3μm的标准粒子，滤膜的捕集效率大于99.5％，对于直径为0.6μm的标准粒子，滤膜的捕集效率大于99.9％。
3.现有技术中，β射线烟尘浓度测试设备主要由烟尘采样装置(采样管、气泵、流量计)、预热装置、滤纸传送装置和β射线检测装置等组成。主要存在以下局限：
4.滤纸传送装置主要采用走纸机构设计，包含光电编码器、步进电机、送/收纸轮、导向轮和升降驱动装置等部件，结构设计复杂、设备体积较大和成本较高；
5.走纸方式通常采用滚压碾动方式，容易打滑、定位不准确和粘附等，造成烟气泄漏而导致测量结果出现偏差。


技术实现要素：

6.基于此，本实用新型提供了一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置，通过转盘转动带动滤纸在采样组件和β射线检测组件之间移动，实现了快速且准确的烟尘监测，提高了装置的可靠性。
7.本实用新型提供了便携式烟气分析测试仪，包括，机箱和设置于所述机箱内部的旋转驱动组件、烟尘采样组件与β射线检测组件，所述旋转驱动组件包括水平设置的旋转盘和底座；
8.所述烟尘采样组件设置于所述旋转盘上方，所述烟尘采样组件包括进气口和排气口，所述进气口设置于所述机箱上，所述排气口设置于所述旋转盘的上方；
9.所述β射线检测组件包括相对设置于所述旋转盘上下两侧的β射线发生器和光电倍增管，所述β射线发生器和所述光电倍增管之间形成检测区域；
10.所述旋转盘设置于所述底座上方，所述旋转盘上开设有用于放置滤纸夹持组件的第一检测口，所述旋转盘可相对于所述底座旋转，并带动所述第一检测口移动至所述排气口的下方或所述检测区域处；
11.当所述第一检测口旋转至所述排气口处时，所述滤纸夹持组件与所述排气口密封配合。
12.在旋转盘上开设第一检测口，检测口处用于设置滤纸夹持组件，通过底座和旋转盘的转动，带动滤纸夹持组件在烟尘采样组件位置和β射线检测组件位置之间往复移动，从而实现对烟尘颗粒的采样及检测操作。
13.进一步，所述旋转盘下方靠近所述第一检测口开设有安装槽，所述安装槽的一端与所述第一检测口内侧连通，所述安装槽内设置有夹紧部；
14.所述夹紧部包括微型气缸和夹紧块，所述夹紧块设置于所述微型气缸的导杆上，当所述滤纸夹持组件设置于所述第一检测口处时，所述夹紧块伸出并与所述滤纸夹持组件的底部抵接。
15.通过夹紧部固定滤纸夹持组件，完成采样及检测操作。
16.进一步，所述滤纸夹持组件为o型密封圈结构；
17.所述滤纸夹持组件包括相互叠加设置的第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈之间形成用于安装滤纸的容置空间。
18.通过第一密封圈和第二密封圈夹持滤纸，在密封的同时经由旋转驱动组件移动滤纸前往烟尘采样组件和β射线检测组件处。
19.进一步，所述第一密封圈上表面设置有密封槽；
20.当所述滤纸夹持组件移动至所述排气口处时，所述排气口的管壁顶端密封固定于所述密封槽内。
21.采样时密封配合，避免烟气泄露导致烟尘浓度检测不准确。
22.进一步，所述第一密封圈为弹性橡胶材料。
23.通过弹性结构的弹性形变，实现滤纸夹持组件的压紧密封，同时压紧排气口处的管壁，实现采样时的密封。
24.进一步，所述旋转盘下方垂直设置有滤纸储藏室，所述滤纸储藏室包括步进电机和支撑板，所述滤纸储藏室顶部设置有第一开口，所述滤纸储藏室内垂直叠加设置有多个滤纸夹持组件；
25.当所述第一检测口移动到所述第一开口上方时，所述步进电机带动所述支撑板垂直移动，所述支撑板推动最上端的所述滤纸夹持组件移动至所述第一检测口处，所述夹紧块伸出并将所述滤纸夹持组件固定于所述第一检测口处。
26.滤纸储藏室将新的内部设置有滤纸的滤纸夹持组件送至第一检测口处，经由旋转盘带动进行采样和检测。
27.进一步，所述旋转盘下方垂直设置有滤纸回收室，所述滤纸回收室顶部设置有第二开口；
28.当所述第一检测口移动至所述第二开口处时，所述夹紧块收回，所述滤纸夹持组件经由所述第二开口落入所述滤纸回收室内保存。
29.检测后的滤纸夹持件经由第一检测口落入滤纸回收室进行保存和再利用。
30.进一步，所述烟尘采样组件、所述β射线检测组件、所述滤纸储藏室与所述滤纸回收室的位置为沿顺时针方向呈九十度夹角依次设置。
31.滤纸夹持件依次移动至各个组件位置，从而实现采样及检测操作。
32.进一步，所述旋转盘上还设置有第二检测口，所述第二检测口设置于所述第一检测口的左侧，所述的第二检测口位置与所述第一检测口的位置夹角呈九十度；
33.当所述第一检测口位于所述排气口下方时，所述第二检测口位于所述检测区域处。
34.两个检测口同时进行检测，提高检测效率。
35.进一步，所述烟尘采样组件包括预热室，所述预热室内设置有烟温传感器、加热源和鼓风扇，所述预热室用于消除烟气中的冷凝水。
36.预热消除冷凝水对烟尘颗粒产生的吸附影响，保证烟尘浓度的检测精度。
37.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案。
附图说明
38.图1为本实用新型一个实施例中一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置示意图；
39.图2为本实用新型一个实施例中一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置滤纸夹持组件示意图；
40.图3为本实用新型一个实施例中一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置旋转盘示意图；
41.图4为本实用新型一个实施例中一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置旋转盘部分截面示意图；
42.图5为本实用新型一个实施例中一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置滤纸储藏室示意图；
43.图6为本实用新型一个实施例中一种基于β射线法的烟尘浓度快速测试装置示意图。
44.图中，1-机箱；2-旋转驱动组件；201-旋转盘；2011-第一检测口；2012-第二检测口；2013-夹持组件安装位置；2014-夹持组件回收位置；2015-检测区域；2016-采样区域；202-底座；3-烟尘采样组件；301-进气口；302-排气口；303-预热室；3031-烟温传感器；3032-加热源；3033-鼓风扇；4-β射线检测组件；401-β射线发生器；402-光电倍增管；5-滤纸储藏室；501-第一开口，502-支撑板；503-步进电机；6-滤纸回收室；7-滤纸夹持组件；701-第一密封圈；7011-密封槽；702-第二密封圈；8-夹紧部；81-微型气缸；82-夹紧块；9-显示屏；10-操作面板；11
–
侧门把手；12-提拉把手。
具体实施方式
45.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”“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实用新型和简化描述，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实用新型的
限制。
47.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
48.下面给出几个具体的实施例，用于详细介绍本技术的技术方案。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
49.请参阅图1，其为本实用新型一个实施例中一种烟尘浓度β射线法快速测试装置示意图，本实施例中的烟尘浓度β射线法快速测试装置包括机箱1和设置于机箱1内部的旋转驱动组件2、烟尘采样组件3和β射线检测组件4，机箱1为长方形箱体，其内部形成容置空间，机箱1上设置有进气口和排气口。
50.在上述实施例中，箱体1内的中间位置水平设置有旋转驱动组件2，旋转驱动组件2包括旋转盘201和底座202，旋转盘201和底座202呈圆筒状结构，旋转盘201和底座202之间形成容置空间，旋转盘201在底座202的带动下在水平面上旋转。在其他例子中，旋转盘201和底座202之间的连接关系还可以是其他使得旋转盘201水平旋转的结构，如通过旋转轴连接等。
51.如图1和图3所示，在一个实施例中，旋转盘201上设置有第一检测口2011和第二检测口2012，第一检测口2011和第二检测口2012用于安装滤纸夹持组件7，第一检测口2011和第二检测口2012为贯穿旋转盘201的通孔结构，优选的，第一检测口2011位于旋转盘201表面上靠近其边缘的位置，第二检测口2012设置于第一检测口2011的左侧，并于第一检测口2011呈九十度夹角设置，第二检测口2012的圆心到旋转盘201圆心的距离与，第一检测口2011的圆心到旋转盘201圆心的距离相等。在其他例子中，检测口的个数与位置可以根据需要进行调整。
52.请参阅图4，其为本实用新型一个实施例中一种烟尘浓度β射线法快速测试装置旋转盘截面示意图，在本实施例中，旋转盘201下表面靠近第一检测口2011和第二检测口2012内壁上开设有相对的安装槽，安装槽的一端与检测口连通，安装槽上设置有夹紧部8，夹紧部8包括微型气缸81和夹紧块82，夹紧块82设置于微型气缸81的导杆上。当滤纸夹持组件7未设置于检测口处时，夹紧块82处于收回状态并容置于安装槽内，当滤纸夹持组件7设置于检测口位置时，微型气缸81推动夹紧块82伸出并与滤纸夹持组件7的底部抵接，从而将滤纸夹持组件7固定于检测口处。在其他例子中，夹紧部8的布置个数可以根据需要设置不同的数量，或者夹紧块82还可以是用于固定滤纸夹持组件7位置的其他结构，且可以通过控制元件实现对滤纸夹持组件7的固定和解除固定。
53.如图2所示，在一个实施例中，滤纸夹持组件7具体为o型密封圈结构，其包括上下叠加设置的第一密封圈701和第二密封圈702，第一密封圈701和第二密封圈702之间形成用于安装滤纸的容置空间，优选的，第一密封圈701底部设置有卡合槽，第二密封圈702的顶部设置有卡合部，通过卡合槽与卡合部的卡接配合，使得第一密封圈701和第二密封圈702夹紧滤纸。在其他例子中，第一密封圈701和第二密封圈702之间的连接方式还可以是其他保证密封前提的其他实现方式和结构。
54.优选的，第一密封圈701为弹性橡胶结构，由于第一密封圈701的弹性变形，可以进一步减小第一密封圈701和第二密封圈702之间的缝隙，在本实施例中，第一密封圈701的顶
部开设有密封槽7011，优选的，密封槽7011的内侧壁高于外侧壁，通过密封槽7011与烟尘采样组件3的排气口配合，提高密封性能，避免烟尘泄露影响检测精度。
55.如图1所示，在一个实施例中，旋转盘201的上方设置有烟尘采样组件3，烟尘采样组件3包括进气口301、排气口302和预热室303，预热室303水平设置于旋转盘201的上方，预热室303的左端与进气口301连接，并通过进气口301与机箱外部连通，预热室303的右端通过l型导气管与排气口302连接，并使得排气口302竖直设置于旋转盘201的上方。
56.优选的，当旋转盘201带动检测口旋转至烟尘采样组件3下方时，排气口302的位置与第一密封圈701的位置对应，且排气口302处导气管壁插入密封槽7011内部。
57.优选的，预热室303右端的导气管为可伸缩结构，在驱动元件的带动下，当滤纸夹持组件7转动至排气口302的下方时，导气管向下伸长移动并使得排气口302插入密封槽7011内部，形成密封配合。具体的，驱动元件可以是电动推杆(图未示)，杆的一端与排气口302固定连接，带动排气口302上下移动。
58.在上述实施例中，预热室303内部设置有烟温传感器3031、加热源3032和鼓风扇3033，烟温传感器3031设置于靠近进气口301的位置，并检测流入的烟气烟尘的温度，通过加热源3032控制预热室303内的温度保持在120～130℃之间，优选为130℃，通过鼓风扇3033带动空气流动，配合加热源3032为预热室303进行均匀加热。
59.优选的，加热源3032为电热丝结构，通过烟温传感器3031采集的烟气烟尘温度，经由控制元件控制加热丝的加热。
60.如图1所示，在一个实施例中，β射线检测组件4包括β射线发生器401和光电倍增管402，β射线发生器401设置于旋转盘201的上方，光电倍增管402设置于旋转盘201的下方，优选的，β射线发生器401和光电倍增管402之间形成检测区域2015，当滤纸夹持组件7旋转至检测区域2015处时，限定β射线发生器401发射的β射线刚好穿过滤纸夹持组件7中滤纸的圆心位置，并传导至光电倍增管402处。在其他例子中β射线发生器401和光电倍增管402的设置顺序可以根据需要进行调整，β射线检测组件4的具体结构也可根据需要进行改变。
61.如图1和图5所示，在一个实施例中，转盘201和底座202之间的容置空间内设置有滤纸储藏室5和滤纸回收室6，滤纸储藏室5和滤纸回收室6为圆筒状结构，内部形成用于容置滤纸夹持组件7的空腔，滤纸储藏室5的顶部开设有与检测口直径相同的第一开口501，滤纸回收室6的顶部开设有与检测口直径相同的第二开口，滤纸夹持组件7经由第一开口501从滤纸储藏室5移动至检测口固定，并经由第二开口落入滤纸回收室6保存。
62.优选的，滤纸储藏室5内设置有支撑板502和步进电机503，在如图5所示的例子中多个滤纸夹持组件7叠加设置有滤纸储藏室5内部，支撑板502从下方支撑滤纸夹持组件7，经由步进电机503推动支撑板502向上运动，当最上方的滤纸夹持组件7移动至检测口处时，夹紧块82伸出并固定滤纸夹持组件7的位置。
63.优选的，滤纸夹持组件7的上表面与旋转盘的上表面保持水平设置。
64.在上述实施例中，当检测完成后，滤纸夹持组件7移动至第二开开口上方时，夹紧块82收回，滤纸夹持组件7由于重力作用收回并落入滤纸回收室6内保存。
65.如图1所示，在一个实施例中，烟尘采样组件3、β射线检测组件4、滤纸储藏室5和滤纸回收室6沿顺时针方向呈九十度夹角依次设置，以旋转盘201为参照，如图3所示，在旋转盘201上形成分别成九十度夹角的四个区域。
66.烟尘采样组件3的排气口302位于采样区域2016的上方，β射线发生器401和光电倍增管402位于监测区域2015的上下两侧，滤纸储藏室5顶部的第一开口501位于夹持组件安装位置2013的下方，滤纸回收室6顶部的第二开口位于夹持组件回收位置2014的下方。在其他例子中，各组件的设置顺序也可根据需要进行调整。
67.如图6所示，在一个实施例中，机箱1的正面设置有显示屏9和控制面板10，经由控制面板10发出指令，由机箱1内部的plc控制单元控制各个组件配合进行检测操作，并把测得的数据发送至显示屏9上，机箱1的右侧设置有侧门，侧门上设置有侧门把手11，经由侧门从而对机箱1内部的各个组件进行维修和更换。
68.优选的，机箱1顶部还设置有提拉把手12，用于搬运整个装置。
69.优选的，机箱1上还设置有usb数据接口。在其他例子中，数据传输还可以是依靠蓝牙、wifi或者5g信号等方式实现传输。
70.优选的，机箱1内部还设置有用于为各个组件供电的电池组件。
71.优选的，机箱1上还设置有电源接口，用于给装置各个组件直接供电或为机箱内部的电池组件充电。
72.优选的，机箱内部还可以设置气泵，气泵与导气管连接，导气管的进气口设置于采样区域2016的下方，当滤纸夹持组件7与排气口302密封配合时，烟气流经滤纸后，烟尘颗粒保留在滤纸上，剩余烟气经由导气管流入气泵。
73.本实施例中的烟尘浓度β射线法快速测试装置中，采样口和β射线检测组件4可根据需要添加多组，从而实现多组同时测试，提高效率。
74.当本实施例中的烟尘浓度β射线法快速测试装置开始运转时：
75.第一检测口2011位于夹持组件安装位置2013处，第二检测口2012位于夹持组件回收位置2014处，滤纸储藏室5内的滤纸夹持组件7向上移动至第一检测口2011处，并通过夹紧部8固定。
76.随后底座202带动旋转盘201逆时针旋转90度，第一检测口2011带动滤纸夹持组件7移动至监测区域2015处并进行预检测，并保存第一次预检测数据，此时第二检测口2012转动至夹持组件安装位置2013处并固定新的滤纸夹持组件7，此时预热室303预加热并保持温度，准备采样。
77.旋转盘201再逆时针旋转90度，第一检测口2011到达采样区域2016处，采样口与第一密封圈701密封配合并进行采样，此时第二检测口2012处的滤纸夹持组件7位于监测区域2015处并进行预检测，并保存第二次预检测数据。
78.旋转盘201再逆时针旋转90度，第一检测口2011到达夹持组件回收位置2014处，第二检测口2012位于采样区域2016处并进行采样。
79.随后旋转盘201顺时针旋转90度，第一检测口2011到达采样区域2016处，第二检测口2012到达监测区域2015处，并调用第二次预检测数据为标准值，进行烟尘浓度检测，
80.检测完成后，旋转盘201顺时针旋转90度，第一检测口2011到达监测区域2015处，并调用第一次预检测数据，进行烟尘浓度检测，第二检测口2012到达夹持组件安装位置2013处。
81.检测完成后，旋转盘201顺时针旋转90度，第一检测口2011到达夹持组件安装位置2013处，第二检测口2012到达夹持组件回收位置2014处，夹紧块82收回，滤纸夹持组件7落
入滤纸回收室6保存。
82.旋转盘201顺时针旋转90度，第一检测口2011到达夹持组件回收位置2014处，并回收滤纸夹持组件7，第二检测口2012位于采样区域2016处。
83.最后旋转盘201逆时针旋转90度，第一检测口2011和第二检测口2012回到初始位置，循环上述动作。
84.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。