專利名稱:煙塵自動采樣器的制作方法
本實用新型涉及一種煙塵自動采樣器，特別是按國際通用標準用于重量法測煙塵濃度和用皮托管測煙氣流速的自動采樣器。
重量法是國際公認的測煙塵濃度的標準方法，也是目前國內外廣泛采用的方法。但采集塵樣是靠人手和眼去把持、操縱采樣桿及皮托管。雖有一種是用L型支撐架支撐采樣桿，但采樣仍是人工進行。因此在采樣過程中，難以保證采樣口與氣流的垂直度和在各采樣點間移動的距離和計時的準確性，造成測量誤差，降低了測量的精度。比如，采樣口與氣流偏斜15°引起的測量誤差可達5％，因此一般要求此偏斜角最大不得超過±5°。這樣人工長時間采樣，難以達到要求。同時測定的工作環(huán)境往往十分惡劣，采樣人員離測近孔，需長時間在高溫、高粉塵、高CO、CO2的環(huán)境下工作，特別是在正壓管測定時，對健康影響較大。此外在測定除塵器凈化效率時，要在除塵器的進出口同時采樣，幾個人同時操作存在彼此聯系，配合的問題。
鑒于上述情況，本實用新型的目的是要提供一種用機械手代替人手的煙塵自動采樣器。這種儀器結構合理，使用方便，測定精度高，基本實現采樣自動化。
煙塵自動采樣器由機械執(zhí)行部分和電氣控制部分組成。機械執(zhí)行機構能夠固定、支撐采樣桿或皮托管，按國家標準自動完成采集塵樣的規(guī)定動作。即采用的是由帶導軌的采樣桿(皮托管)、雙層支撐架、傳動輥、定位塊和盤形彈簧組成的機械執(zhí)行機構及由下降沿觸發(fā)單穩(wěn)和R－
S雙穩(wěn)觸發(fā)器組成的采樣時序控制電路、接口輸出電路組成的實現采樣桿自動進退、翻轉、定時定位取樣的采樣裝置。其中雙層支撐架的上、下支座上裝有可轉動的上、下座盤，采樣桿(皮托管)可以由裝在上座盤上的傳動輥、壓輥和裝在下座盤上的夾持輥、實現二層穩(wěn)定、支撐，傳動輥與電機連接，可帶動采樣桿(皮托管)進退構成機械執(zhí)行進退裝置。盤形彈簧與上支座和上座盤連接，與裝在上支座上的電磁銷構成執(zhí)行翻轉裝置。由于采樣桿(皮托管)上裝有導軌，所以在采樣過程中采樣口與氣流的夾角保持不變。此外根據采樣點數在采樣桿(皮托管)的導軌上裝有定位塊，定位塊與接近開關構成了定時、定位取樣裝置。在支架腿上還可以設置鎖扣，通過改變支架腿的長度，調正采樣桿的位置。電氣控制部分的時序控制電路由四個下降沿觸發(fā)單穩(wěn)，三個R－
S雙穩(wěn)觸發(fā)器、與非門、反相器、時鐘、計數器、譯碼器和延時電路組成。延時電路可以由二個下降沿觸發(fā)單穩(wěn)組成。時序控制電路中可以用R、C、反相器、與非門及下降沿觸發(fā)單穩(wěn)組成防抖動電路和開機清零電路。接口輸出電路可以由電阻、晶體管組成。同時可以用數碼顯示器顯示停留時間和采樣點數，電氣控制部分對煙道內的采樣點可設置到10點，每個采樣點停留時間可設置10檔。本采樣器還設有手動控制開關和微動開關，使采樣桿(皮托管)執(zhí)行進、退、停動作。
該煙塵自動采樣器結構合理、緊湊、程序控制準確、操作簡便、功能齊全，改善了采樣人員的工作條件，減少了測定人員。煙塵自動采樣器可以用于400℃以下的煙氣采樣，采樣桿(皮托管)定位誤差小于1mm，采樣全過程中采樣口與氣流方向的夾角小于5°，采樣時間誤差小于一秒，可用于重量法測煙塵濃度、用皮托管測煙氣流速還可用于環(huán)保監(jiān)測中測定除塵凈化效率的采樣。基本實現了自動采樣。
本實用新型可用下面的實施例及附圖給以更詳細的說明。
圖1是煙塵自動采樣器的機械執(zhí)行機構的結構原理圖。
20 接近開關 21 啟動開關 32 電磁銷33 可逆電機 38 采樣桿 39 導 軌40 上座盤 41 定位塊 42 接線插座43 下座盤 44 鎖 扣 45 微動開關46 支架腿 47 采樣孔 48 支腿座49 盤形彈簧 50 傳動輥 51 滾 珠52 上支座 53 下支座 54 壓 輥55 夾持輥圖2是機械執(zhí)行進退裝置的結構原理圖。
圖3是煙塵自動采樣器電氣控制部分的電路原理圖。
本實用新型的電路采用了四個下降沿觸發(fā)單穩(wěn)作為時間常數配合。選用了三個R－
S雙穩(wěn)觸發(fā)器控制執(zhí)行機構動作。計數譯碼器記錄采樣點數。機械部分的三角架支架腿46底部可用支腿座48直接固定在煙道壁上，以降低對安裝條件的要求。
當開機時，清零電路輸出一個15秒寬度的脈沖對整機可能造成誤動作的器件清零。清零過后儀器即可正常工作。
按下啟動開關21，產生一脈沖經與非門10、12及下降沿觸發(fā)單穩(wěn)5(簡稱單穩(wěn)5)整形后，再經與非門8輸出為1→0躍變，使R－
S雙穩(wěn)觸發(fā)器1(簡稱雙穩(wěn)1)的Q1翻轉置1。電機33正轉工作，帶動采樣桿38進入煙道。并通過與非門11使計數器加計數一次，4－10淺譯碼器的輸出端Y0由0→1，Y1由1→0(以下將譯碼器輸出端記為yii＝0，1…10)，yi低電平有效。當采樣桿38行至第一點時，接近開關20輸出1→0脈沖經反相器22，23及單穩(wěn)6整形，通過與非門9和反相器13使Q1置0。電機33停轉。此脈沖經延時電路中的單穩(wěn)28、29延時3秒以便手動將采樣桿38旋轉180°，即采樣口從背著氣流方向轉180°，正對氣流方向之后，觸發(fā)R－
S雙穩(wěn)2，使Q2翻轉置1，使抽氣泵36工作。同時，打開時鐘17使能端使計時開始。預先設置好采樣時間T、點數i及采樣點位置。采樣點停留時間T可設為0.25、0.5、1、2、4、5、8、10、15、20十檔。
當時鐘17計時一個時間周期T時，發(fā)生一脈沖經與非門12、10。單穩(wěn)5及與非門8使R－
S雙穩(wěn)1翻轉置1，電機33正轉又開始工作將采樣桿38送至第二點。在第二點接近開關20輸出脈沖經反相器22、23及單穩(wěn)6，再經與非門9，反相器13觸發(fā)R－
S雙穩(wěn)1使Q1置0，電機33停轉。時鐘17的另一作用是在電機33正轉的同時，使計數器18加計數一次，y1從0→1，y2從1→0。顯示器31顯示第二點。此時第二點采樣開始。
依此類推，直至采樣桿34行至第i點時，yi＝0將與非門8封住。下一次計時脈沖不能觸發(fā)R－
S雙穩(wěn)1，電機33不能正轉。但計數器18仍計數一次。yi從0→1，yi＋1從1→0。與非門8仍然被yi＋1封住。
yi＋1置0使得單穩(wěn)4翻轉，電磁銷32吸合，盤形彈簧49帶動采樣桿38自動旋轉180°使采樣口與氣流方向相反。同時yi＋1通過反相器15使R－
S雙穩(wěn)2翻轉回0，吸氣泵36關閉停止工作，并封鎖時鐘17使能端，停止采樣計時。與此同時，yi＋1還使R－
S雙穩(wěn)3翻轉置1。雙穩(wěn)3通過反相器14封鎖與非門9，并且延時后使采樣桿38退出煙道。完成了一次采樣循環(huán)。
本電路中的R－
S雙穩(wěn)及單穩(wěn)可以采用國內流行的555定時器。R2C1及反相器22、23組成防抖動電路。R1為保護電阻。R4C3起延時作用。清零電路由C2、R3反相器26、27、34與非門24，單穩(wěn)25組成。
選點開關35是一個2×11的波段開關，其作用是選出譯碼器19的輸出端yi、yi＋10。此外，用皮托管測煙氣流速時，除不轉180°，不開氣泵外，其余動作均與采樣桿相同。
權利要求
1.一種煙塵自動采樣器，其特征是由帶導軌39的采樣桿(皮托管)38、雙層支撐架傳動輥50、定位塊41和盤形彈簧49組成的機械執(zhí)行機構及由下降沿觸發(fā)單穩(wěn)和R-S雙穩(wěn)觸發(fā)器組成的采樣時序控制電路、接口輸出電路組成，實現采樣桿38自動進退、翻轉、定時定位取樣。
2.根據權利要求
1所述的煙塵自動采樣器，其特征是雙層支撐架的上、下支座52、53上裝有可轉動的上、下座盤40、43，采樣桿(皮托管)38由裝在上座盤40上的傳動輥50、壓輥54和裝在下座盤43上的夾持輥51支撐，傳動輥50與電機33連接，帶動采樣桿(皮托管)38進退構成機械執(zhí)行進退裝置。
3.根據權利要求
1、2所述的煙塵自動采樣器，其特征是盤形彈簧49與上支座52和上座盤40連接，與裝在上支座52上的電磁銷32構成執(zhí)行翻轉裝置。
4.根據權利要求
1所述的煙塵自動采樣器，其特征是采樣桿(皮托管)38的導軌39上裝有定位塊41，定位塊41與接近開關20構成定時定位取樣裝置。
5.根據權利要求
1所述的煙塵自動采樣器，其特征是雙層支撐架的支架腿46上有鎖扣44，可改變支架腿46的長度。
6.根據權利要求
1所述的煙塵自動采樣器，其特征是時序控制電路由下降沿觸發(fā)單穩(wěn)1、2、3、4、R－
S觸發(fā)器5、6、7、與非門8、9、10、11、12、反相器13、14、15、16、時鐘17、計數器18、譯碼器19和延時電路組成。
7.根據權利要求
1所述的煙塵自動采樣器，其特征是具有開機清零電路，該電路由R2、C2反相器26、27、34與非門24及單穩(wěn)25組成。
8.根據權利要求
1所述的煙塵自動采樣器，其特征是在時序控制電路與輸出接口電路之間接有R5、C2起延時作用。
9.根據權利要求
1所述的煙塵自動采樣器，其特征是接口輸出電路的R5、R6、R7、R8晶體管T1、T2、T3、T5、T6、T7組成。
10.根據權利要求
1所述的煙塵自動采樣器，其特征是具有數碼顯示器30、31。
專利摘要
煙塵自動采樣器由雙層支撐架、傳動輥、定位塊和盤形彈簧組成的機械執(zhí)行進退、翻轉、定時定位取樣的采樣裝置和由下降沿觸發(fā)單穩(wěn)及R—S雙穩(wěn)觸發(fā)器組成的采樣時序控制電路、輸出接口電路組成。解決了人工采樣誤差大的問題。儀器結構合理、緊湊，程序控制準確，操作簡便，可用于400℃以下的煙氣采樣，定位誤差小于1mm，采樣時間誤差小于1秒。
文檔編號G01P5/165GK86201067SQ86201067
公開日1987年5月13日 申請日期1986年2月28日
發(fā)明者孟祥燕, 盧文植 申請人:冶金部建筑研究總院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan