專利名稱：一種基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大氣顆粒物濃度測量的技術(shù)領(lǐng)域，具體說涉及一種基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置。
背景技術(shù)：
作為測定大氣中微小顆粒狀物質(zhì)(Particulate Matter,以下簡稱PM)濃度的裝置，其中有一類裝置是將一定流量的大氣作為試樣氣體連續(xù)地吸入采樣管或大氣導(dǎo)入管內(nèi)，在設(shè)置于該采樣管下游側(cè)的收集區(qū)域用過濾帶等的捕集裝置連續(xù)地捕集前述試樣氣體中的PM，對所捕集的PM用β射線源(通常為C14放射源)照射β射線，由于C14放射源放射出的β射線照射到PM上時，β射線會被PM吸收從而導(dǎo)致β射線強度衰減，衰減后的β射線強度與PM相對密度呈對應(yīng)關(guān)系，因此當(dāng)C14放射源放射出的β射線能量恒定時，利用檢測器檢測透過PM的β射線強度，最終實現(xiàn)用β射線吸收方式測定捕集到的PM的濃度。但是上述傳統(tǒng)的基于β射線吸收法的可吸入顆粒物測量裝置存在以下缺陷:其一，對β射線檢測器的恢復(fù)時間要求比較高；其二，難以甚至不能控制β射線總輻射量對周圍環(huán)境的影響，從而為周圍技術(shù)人員及相關(guān)環(huán)境均廣生不利隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，本裝置不但對PM濃度的測量范圍較寬，而且測量精度較高。為實現(xiàn)上述目的 ，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，本裝置包括顆粒物采樣機構(gòu)、濾帶傳送機構(gòu)、β射線放射機構(gòu)以及β射線接收測量機構(gòu)；所述顆粒物采樣機構(gòu)包括大氣采樣器和氣泵，所述氣泵通過管路與大氣采樣器的出氣口相連通；所述β射線放射機構(gòu)包括β射線放射源；所述濾帶傳送機構(gòu)包括濾帶，濾帶傳送機構(gòu)還包括用于承托濾帶并使濾帶在大氣采樣器出氣口和β射線放射源放射出口之間往復(fù)移動的第一濾帶輪和第二濾帶輪，本裝置還包括用于輔助測量顆粒物濃度的補償機構(gòu)，所述補償機構(gòu)包括厚度均勻連續(xù)變化的衰減控制部件，所述衰減控制部件緊靠在β射線放射源的放射出口端，所述補償機構(gòu)還包括驅(qū)動衰減控制部件動作以使得穿過衰減控制部件的β射線強度均勻連續(xù)變化的動力單元。同時，本發(fā)明還可以通過以下技術(shù)措施得以進一步實現(xiàn):優(yōu)選的，所述裳減控制部件為金屬制件。進一步的，所述衰減控制部件為耐腐蝕的不銹鋼制件。優(yōu)選的，所述衰減控制部件呈板狀，且板狀衰減控制部件的與β射線放射源的放射出口端相貼靠的一端為平面，與β射線放射源的放射出口端相背離的一端為斜面。優(yōu)選的，所述動力單元包括自上而下穿過衰減控制部件、并與衰減控制部件固定聯(lián)接的轉(zhuǎn)軸，所述動力單元還包括驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動和/或平動的電動機。
進一步的，所述衰減控制部件的沿平行于轉(zhuǎn)軸軸線的平面上的投影為圓形，所述轉(zhuǎn)軸在圓形投影上的位置偏離圓形的中心。本發(fā)明的工作原理和有益效果在于:I)、本發(fā)明將衰減控制部件貼靠在β射線放射源射出口端，即相當(dāng)于在β射線放射源的放射出口處設(shè)置了一個控制β射線放射強度的閥門，由于衰減控制部件的厚度均勻連續(xù)變化，而在均質(zhì)材料中，在一定的厚度范圍內(nèi)，β射線強度的衰減量與入射射線強度和穿透物體的厚度成正比，因此若控制β射線的入射強度不變，則當(dāng)衰減控制部件在動力單元的作用下動作時，β射線強度的衰減量也隨之發(fā)生連續(xù)變化，從而穿過衰減控制部件的β射線強度也發(fā)生連續(xù)變化。2)、本裝置利用補償機構(gòu)降低了對蓋革計數(shù)器死時間(第一次計數(shù)到下一次計數(shù)之間的時間間隔)的要求，從而降低了成本。通過控制β射線強度，減少了 β射線放射源總輻射量對周圍環(huán)境的影響；同時也降低了蓋革計數(shù)器測量的動態(tài)范圍，所以對PM濃度的測量范圍廣，測量精度較高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為物質(zhì)吸收β射線的原理示意圖。圖中標(biāo)記的含義如下:10—大氣采樣器20—氣泵30 — β射線放射源40—濾帶41 一 第一濾帶輪42—第二濾帶輪50—衰減控制部件51—轉(zhuǎn)軸60 — β射線接收測量機構(gòu)
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明:如圖1所示的一種基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，本裝置包括顆粒物采樣機構(gòu)、濾帶傳送機構(gòu)、β射線放射機構(gòu)以及β射線接收測量機構(gòu)60 ;所述顆粒物采樣機構(gòu)包括大氣采樣器10和氣泵20，所述氣泵20通過管路與大氣采樣器10的出氣口相連通；所述β射線放射機構(gòu)包括β射線放射源30 ;所述濾帶傳送機構(gòu)包括濾帶40,濾帶傳送機構(gòu)還包括用于承托濾帶40并使濾帶40在大氣采樣器10出氣口和β射線放射源30放射出口之間往復(fù)移動的第一濾帶輪41和第二濾帶輪42，本裝置還包括用于輔助測量顆粒物濃度的補償機構(gòu)，所述補償機構(gòu)包括厚度均勻連續(xù)變化的衰減控制部件50,所述衰減控制部件50緊靠在β射線放射源30的放射出口端，所述補償機構(gòu)還包括驅(qū)動衰減控制部件50動作以使得穿過衰減控制部件50的β射線強度均勻連續(xù)變化的動力單元。優(yōu)選的，所述衰減控制部件50為金屬制件，比如鋁或者銅或者鐵等常見的金屬材質(zhì)均可。進一步的，所述衰減控制部件50為耐腐蝕的不銹鋼制件，所述不銹鋼制件材料均勻，性能穩(wěn)定且不易腐蝕，使用壽命較長；當(dāng)然，實際選用時亦可采用其他材料，只需實現(xiàn)能夠?qū)е娄律渚€衰減功能即可。優(yōu)選的，如圖1所示，所述衰減控制部件50呈板狀，且板狀衰減控制部件50的與β射線放射源30的放射出口端相貼靠的一端為平面，與β射線放射源30的放射出口端相背離的一端為斜面。優(yōu)選的，所述動力單元包括自上而下穿過衰減控制部件50、并與衰減控制部件50固定聯(lián)接的轉(zhuǎn)軸51,所述動力單元還包括驅(qū)動轉(zhuǎn)軸51轉(zhuǎn)動和/或平動的電動機。進一步的，所述衰減控制部件50的沿平行于轉(zhuǎn)軸51軸線的平面上的投影為圓形，所述轉(zhuǎn)軸51在圓形投影上的位置偏離該圓形的中心。實際上，對于衰減控制部件50相對于β射線放射源30的動作關(guān)系，可視情況而定，而并不拘泥于兩者間的彼此轉(zhuǎn)動配合；如采用楔形結(jié)構(gòu)的衰減控制部件50，并使用如電磁伸縮或機械拖拉而不是軸部11拉伸的方式以使衰減控制部件50產(chǎn)生直線方向上的往復(fù)動作，同樣亦能實現(xiàn)衰減控制部件50的厚度在β射線放射源30照射路徑上的厚度變化；此外，如采用熱膨脹的方式，并使衰減控制部件50本身材質(zhì)為熱變形體，以通過加熱升溫或降溫操作而使該衰減控制部件產(chǎn)生感溫后的厚度變化，同樣可實現(xiàn)前述的通過改變穿透的物體厚度而實現(xiàn)對于PM濃度的測量效果；而衰減控制部件50的具體布置數(shù)目，一則可如圖1-2所示的采用單個的楔形塊布置，甚至還可采用兩塊彼此斜面貼合且另一相對面平行的雙衰減控制部件50的布局方式，只需起到實際的對于β射線的衰減控制目的即可，此處就不再一一贅述。為便于讀者理解，此處對于前述的穿透的物體厚度與PM濃度的數(shù)字對應(yīng)關(guān)系，作以下進一步說明:此處考慮一束初始強度為Itl的單能電子束，當(dāng)穿過厚度為d的物質(zhì)時，強度減弱為I，其示意圖見圖2。強度I隨厚度d的增加而減小且服從指數(shù)規(guī)律，可表示為可表示為I = 10e_ud (I)μ是該物質(zhì)的線性吸收系數(shù)。在本測量裝置中，假設(shè)測試空白濾帶時，強度為
權(quán)利要求
1.一種基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，本裝置包括顆粒物采樣機構(gòu)、濾帶傳送機構(gòu)、β射線放射機構(gòu)以及β射線接收測量機構(gòu)；所述顆粒物采樣機構(gòu)包括大氣采樣器(10)和氣泵(20)，所述氣泵(20)通過管路與大氣采樣器(10)的出氣口相連通；所述β射線放射機構(gòu)包括β射線放射源(30);所述濾帶傳送機構(gòu)包括濾帶(40),濾帶傳送機構(gòu)還包括用于承托濾帶(40)并使濾帶(40)在大氣采樣器(10)出氣口和β射線放射源(30)放射出口之間往復(fù)移動的第一濾帶輪(41)和第二濾帶輪(42)，其特征在于:本裝置還包括用于輔助測量顆粒物濃度的補償機構(gòu)，所述補償機構(gòu)包括厚度均勻連續(xù)變化的衰減控制部件(50)，所述衰減控制部件(50)緊靠在β射線放射源(30)的放射出口端，所述補償機構(gòu)還包括驅(qū)動衰減控制部件(50)動作以使得穿過衰減控制部件(50)的β射線強度均勻連續(xù)變化的動力單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，其特征在于:所述裳減控制部件(50)為金屬制件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，其特征在于:所述衰減控制部件(50)為耐腐蝕的不銹鋼制件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，其特征在于:所述衰減控制部件(50)呈板狀，且板狀衰減控制部件(50)的與β射線放射源(30)的放射出口端相貼靠的一端為平面，與β射線放射源(30)的放射出口端相背離的一端為斜面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，其特征在于:所述動力單元包括自上而下穿過衰減控制部件(50)、并與衰減控制部件(50)固定聯(lián)接的轉(zhuǎn)軸(51),所述動力單元還包括驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(51)轉(zhuǎn)動和/或平動的電動機。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置，其特征在于:所述衰減控制部件(50)的沿平行于轉(zhuǎn)軸(51)軸線的平面上的投影為圓形，所述轉(zhuǎn)軸(51)在圓形投影上的位置偏離 該圓形的中心。
全文摘要
本發(fā)明屬于大氣顆粒物濃度測量的技術(shù)領(lǐng)域，具體說涉及一種基于β射線補償法測顆粒物濃度的裝置。本裝置包括顆粒物采樣機構(gòu)、濾帶傳送機構(gòu)、β射線放射機構(gòu)以及β射線接收測量機構(gòu)；本裝置還包括補償機構(gòu)，補償機構(gòu)包括厚度均勻連續(xù)變化的衰減控制部件，衰減控制部件緊靠在β射線放射源的放射出口端，所述補償機構(gòu)還包括驅(qū)動衰減控制部件動作以使得穿過衰減控制部件的β射線強度均勻連續(xù)變化的動力單元。本裝置利用補償機構(gòu)降低了對蓋革計數(shù)器死時間的要求，從而降低了成本。通過控制β射線強度，減少了β射線放射源總輻射量對周圍環(huán)境的影響；同時也降低了蓋革計數(shù)器測量的動態(tài)范圍，所以對PM濃度的測量范圍廣，測量精度較高。
文檔編號G01N15/06GK103245600SQ20131014121
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者李保生, 李正強, 陳麗娟, 鄧遷, 邢金玉 申請人:合肥福瞳光電科技有限公司