一種被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣溶膠采樣裝置領(lǐng)域，具體是一種被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置，適用于核工業(yè)放射性氣溶膠、碘的采樣。
【背景技術(shù)】
[0002]氣溶膠是液態(tài)或固態(tài)微粒在空氣中的懸浮體系，霧、煙、粉塵等都是天然的或人為的原因造成的氣溶膠。核技術(shù)生產(chǎn)事故、核武器試驗以及核能泄露事故等，都可能使長壽命的放射性物質(zhì)彌散于空氣中，形成人工放射性氣溶膠，這些微小粒子主要通過吸入的途徑對人體產(chǎn)生內(nèi)照射損傷，為保證公眾的健康與事故等級的評定，通常采用的監(jiān)測手段是使用放射性氣溶膠連續(xù)監(jiān)測儀在現(xiàn)場進行連續(xù)監(jiān)測。
[0003]放射性氣溶膠連續(xù)監(jiān)測儀器廣泛應(yīng)用于核電站、核廢物處置場等放射性場所，有些國家(如美國)還制定了相關(guān)國標(biāo)。西方發(fā)達國家對連續(xù)監(jiān)測儀發(fā)展較早，技術(shù)比較成熟，但能夠提供商用連續(xù)監(jiān)測儀的僅是德國。
[0004]但是，傳統(tǒng)氣溶膠采樣系統(tǒng)并不適合搭載在運動工具上，由于其存在體積較大，操作復(fù)雜，采氣流量不穩(wěn)定等現(xiàn)實問題，都無法滿足現(xiàn)有車載與機載的氣溶膠采樣要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置，利用運動工具與空氣的相對流動對氣溶膠進行連續(xù)采樣，具有體積較小、操作方便、流量大、功耗低、噪音小、流量穩(wěn)定、免維護的特點。
[0006]本發(fā)明提供的被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置包括固定于與空氣有相對運動的工具上的采氣管道，采氣管道上設(shè)有濾紙支撐架和流量計，采氣管道兩側(cè)設(shè)有走紙系統(tǒng)，與走紙系統(tǒng)連接的濾紙繞過濾紙支撐架，濾紙在走紙系統(tǒng)控制下沿采氣管道的徑向方向運動。采樣裝置通過空氣與氣溶膠采樣器的相對速度使濾紙對空氣氣溶膠進行被動吸附，利用控制走紙系統(tǒng)對氣溶膠進行連續(xù)采集并對采氣的流量進行測量。
[0007]進一步改進，所述的走紙系統(tǒng)包括沿采氣管道兩側(cè)分布的一對紙輥和一對測量導(dǎo)向輪，濾紙的兩端依次繞過紙輥和測量導(dǎo)向輪，濾紙中部繞過濾紙支撐架。紙輥通過電機進行驅(qū)動，通過設(shè)定不同的轉(zhuǎn)速可對采樣器的走紙速率進行調(diào)節(jié)。
[0008]進一步改進，所述的測量導(dǎo)向滾輪中安裝有激光斷續(xù)器，通過激光斷續(xù)器的開關(guān)次數(shù)測量濾紙走過的長度。
[0009]進一步改進，所述的流量計為插針式流量計，流量計的使用不改變流場的狀態(tài)。
[0010]進一步改進，所述的采氣管道前端為廣口設(shè)計，廣口與管道連接處經(jīng)過平滑處理，保證管道中間無湍流。
[0011]本發(fā)明有益效果在于:
1、具有流量大、功耗低、噪音小、流量穩(wěn)定、免維護的特點。
[0012]2、采樣配置為氣溶膠采樣，氣體流量計精度高，采用定時器進行采樣時間的確定，定時器自動累計采樣時間，當(dāng)?shù)竭_設(shè)定時間后定時器發(fā)出指令自動停止采樣。
[0013]3、操作簡單，性能穩(wěn)定可靠，便攜靈活方便。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明平面示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明立體示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明工作原理如下:
通過運動工具(如飛機與汽車)與空氣的相對運動進行氣溶膠采樣，利用濾紙與氣溶膠顆粒的撞擊將氣溶膠吸附在濾紙上，通過在控制器上設(shè)定吸附采樣的時間，當(dāng)采樣時間達到設(shè)定值后，由走紙系統(tǒng)將采樣后的濾紙卷取，同時將空白濾紙換上從而實現(xiàn)氣溶膠的連續(xù)米樣。
[0017]本發(fā)明可通過調(diào)節(jié)運動工具的速度來改變采樣速率，若運動工具的速度無法達到要求，則可通過后端接入氣栗來輔助增加氣溶膠采樣率，在濾紙后端安裝有濾紙支撐架，因此即使裝置中通過的氣流速度較大也不會將濾紙損壞。本發(fā)明通過熱式氣體質(zhì)量流量計進行采樣氣體體積的測量，通過濾紙后的氣體體積為采樣的有效體積，經(jīng)過后端數(shù)據(jù)處理可計算出氣溶膠的濃度。
[0018]由于空間中各處的氣溶膠濃度具有較大差異，因此本發(fā)明通過走紙系統(tǒng)進行濾紙連續(xù)替換，可有效對不同位置的氣溶膠濃度進行探測，得到不同位置的有害物質(zhì)濃度。
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]本發(fā)明結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括固定于與空氣有相對運動的工具上的采氣管道3，采氣管道3上設(shè)有濾紙支撐架4和插針式流量計5，采氣管道3前端為廣口設(shè)計，廣口與管道連接處經(jīng)過平滑處理。采氣管道3兩側(cè)設(shè)有走紙系統(tǒng)，與走紙系統(tǒng)連接的濾紙2繞過濾紙支撐架4，濾紙2在走紙系統(tǒng)控制下沿采氣管道3的徑向方向運動。走紙系統(tǒng)包括沿采氣管道3兩側(cè)分布的一對紙輥6和一對測量導(dǎo)向輪1，測量導(dǎo)向滾輪I中安裝有激光斷續(xù)器。濾紙2的兩端依次繞過紙輥6和測量導(dǎo)向輪1，濾紙2中部繞過濾紙支撐架4。
[0021]本發(fā)明應(yīng)用日本山社42步直流步進電機，工作電壓為24 V電機(型號為SS1704A20A)，該步進電機扭力為0.26-0.54 Nm，最大功率48 W，能夠精確的進行定位，運行噪音低，動態(tài)特性好。選用步進電機驅(qū)動器(型號:MA-2202)，對電機進行驅(qū)動與設(shè)置，可根據(jù)系統(tǒng)需要將電機的最大電流設(shè)置為1.5 A，從而減小所需功率，并防止電機過載燒毀。
[0022]本發(fā)明采用鋁合金金屬板(若需要輕質(zhì)可替代為碳纖維復(fù)合板)作為固定板，將兩個鋁合金紙輥至于測量導(dǎo)向滾輪后方，成半口形放置，鋁合金紙輥用于卷取氣溶膠濾紙，將濾紙一側(cè)纏繞在一個紙輥上，另一側(cè)繞過測量導(dǎo)向輪后固定在另一個紙輥上。濾紙寬度為6cm，采用厚度為0.1mm的聚四氟乙烯纖維濾膜，由于聚四氟乙烯具有較高的拉伸強度與較高的柔性，在走紙系統(tǒng)中不會因為張力太大而斷裂，也不會由于濾紙?zhí)捕鵁o法纏繞。
[0023]對聚乙烯切削進行氣溶膠采樣通道的制備與加工，濾紙穿過氣道處安裝鐵網(wǎng)式的細絲型濾紙支撐架，在濾紙后方裝有熱式氣體流量計(陜西賽德，VNRS),由于熱式氣體流量計為插針式流量計，因此不會造成采樣流場內(nèi)大的變化，最大限度避免了湍流的產(chǎn)生。
[0024]本發(fā)明通過測量導(dǎo)向滾輪對走紙的長度與速度進行控制，將測量導(dǎo)向滾輪的轉(zhuǎn)軸延伸到金屬固定板后端，光電斷續(xù)器通過測量導(dǎo)向滾輪的圈數(shù)、每圈所用時間來控制走紙系統(tǒng)的走紙長度與走紙速度。
[0025]本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置，其特征在于:包括固定于與空氣有相對運動的工具上的采氣管道(3 )，采氣管道(3 )上設(shè)有濾紙支撐架(4 )和流量計(5 )，采氣管道(3 )兩側(cè)設(shè)有走紙系統(tǒng)，與走紙系統(tǒng)連接的濾紙(2)繞過濾紙支撐架(4)，濾紙(2)在走紙系統(tǒng)控制下沿采氣管道(3)的徑向方向運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置，其特征在于:所述的走紙系統(tǒng)包括沿采氣管道(3)兩側(cè)分布的一對紙輥(6)和一對測量導(dǎo)向輪(1)，濾紙(2)的兩端依次繞過紙輥(6)和測量導(dǎo)向輪(1)，濾紙(2)中部繞過濾紙支撐架(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置，其特征在于:所述的測量導(dǎo)向滾輪(I)中安裝有激光斷續(xù)器。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置，其特征在于:所述的流量計(5 )為插針式流量計。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置，其特征在于:所述的采氣管道(3 )前端為廣口設(shè)計，廣口與管道連接處經(jīng)過平滑處理。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種被動式氣溶膠連續(xù)采樣裝置，包括固定于與空氣有相對運動的工具上的采氣管道，采氣管道上設(shè)有濾紙支撐架和流量計，采氣管道兩側(cè)設(shè)有走紙系統(tǒng)，與走紙系統(tǒng)連接的濾紙繞過濾紙支撐架，濾紙在走紙系統(tǒng)控制下沿采氣管道的徑向方向運動。本發(fā)明利用運動工具與空氣的相對流動對氣溶膠進行連續(xù)采樣，具有體積較小、操作方便、流量大、功耗低、噪音小、流量穩(wěn)定、免維護的特點。
【IPC分類】G01N1/22
【公開號】CN105181398
【申請?zhí)枴緾N201510619215
【發(fā)明人】湯曉斌, 曹葉, 王鵬, 龔頻, 劉云鵬, 陳達
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月25日