超大流量氣溶膠采樣器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于輻射環(huán)境保護領(lǐng)域，提供了一種超大流量氣溶膠采樣器，包括通過氣體管路依次連接的采樣艙、流量計系統(tǒng)和離心風(fēng)機。采樣艙包括采樣艙主體和安裝在采樣艙主體底部的方圓變徑；采樣艙主體為長方體框架結(jié)構(gòu)，其與底面垂直的四個棱邊向下具有延伸段，該延伸段作為立體采樣艙的支座；采樣艙主體的頂部和四周均為進(jìn)氣口，進(jìn)氣口處安裝有濾材架；所述濾材架和采樣艙主體之間采用密封條進(jìn)行密封。流量計系統(tǒng)為V錐流量計系統(tǒng)。本發(fā)明具有過濾面積大、體積小、結(jié)構(gòu)簡單且具有自潔功能的優(yōu)點。
【專利說明】
超大流量氣溶膠采樣器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于輻射環(huán)境保護領(lǐng)域，涉及一種超大流量氣溶膠采樣器。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣放射性氣溶膠監(jiān)測是環(huán)境保護領(lǐng)域的重要監(jiān)測內(nèi)容之一。大氣氣溶膠中放射性核素的濃度很低，為提高監(jiān)測靈敏度，在日常監(jiān)測中一般需要采用超大流量氣溶膠采樣器進(jìn)行采樣。已有的超大流量采樣器，其采樣流量一般為450?900m3/h。在技術(shù)要求更高的采樣環(huán)境中，需要更大流量的采樣器，現(xiàn)有的采樣器無法滿足要求。
[0003]在采樣過程中，過濾材料和樣品產(chǎn)生的阻力會隨著氣體流速的增大而增大，致使采樣栗的負(fù)載明顯增加。為了不增加采樣栗的負(fù)載，超大流量氣溶膠采樣器的過濾面積必須相應(yīng)增加，造成采樣器采樣艙的體積很大。為了減小采樣栗震動對流量計的影響，多數(shù)采樣器安裝了孔板或噴嘴流量計，但其阻力較大，氣體管路短時需在前端加裝整流器，長時間使用后，表面被污染物附著，影響測量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述背景，本發(fā)明提供了一種過濾面積大、體積小、結(jié)構(gòu)簡單且具有自潔功能的超大流量氣溶膠采樣器，其工作流量可達(dá)5000m3/h。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]超大流量氣溶膠采樣器，包括通過氣體管路依次連接的采樣艙、流量計系統(tǒng)和離心風(fēng)機;所述采樣艙包括采樣艙主體和安裝在采樣艙主體底部的方圓變徑;其特殊之處在于:所述采樣艙主體為長方體框架結(jié)構(gòu)，其與底面垂直的四個棱邊向下具有延伸段，該延伸段作為立體采樣艙的支座;所述采樣艙主體的頂部和四周均為進(jìn)氣口，進(jìn)氣口處安裝有濾材架;所述濾材架和采樣艙主體之間采用密封條進(jìn)行密封;所述流量計系統(tǒng)為V錐流量計系統(tǒng)。
[0007]上述V錐流量計系統(tǒng)包括流量計管路、V型錐體、差壓傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、通訊單元和計算機;所述流量計管路上開設(shè)有第一取壓口，第一取壓口與流量計管路相通;沿氣流方向，所述流量計管路上設(shè)置有前端法蘭和后端法蘭;V錐流量計系統(tǒng)通過前端法蘭與采樣艙的氣體管路相連，通過后端法蘭與離心風(fēng)機的氣體管路相連;所述V型錐體上沿其軸線方向開設(shè)有通孔，通孔內(nèi)安裝有L型引壓管;所述L型引壓管的豎直段插入所述第一取壓口，并使V型錐體懸掛在流量計管路中；所述差壓傳感器通過第一取壓管與所述第一取壓口相連通;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與所述差壓傳感器相聯(lián)，同時通過通訊單元與計算機相聯(lián)。
[0008]上述V錐流量計系統(tǒng)還包括第二取壓口、壓力傳感器和溫度傳感器;所述第二取壓口開設(shè)在流量計管路上與流量計管路相連通，并位于前端法蘭和V型錐體之間；所述壓力傳感器通過第二取壓管與第二取壓口相連通;所述第二取壓管同時與所述差壓傳感器相連通;所述溫度傳感器設(shè)置在流量計管路的管壁上;所述壓力傳感器和溫度傳感器均與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相聯(lián)。
[0009]上述V型錐體的軸線與流量計管路的中心線重合，以進(jìn)一步提供測量精度。
[0010]為控制流量計管路的長度在較小范圍內(nèi)，以減小整個采樣器的體積，上述V型錐體前端的流量計管路的長度為I?3D，V型錐體后端的流量計管路的長度為O?ID，D為流量計管路的內(nèi)徑。
[0011]為防止雨水淋入采樣艙內(nèi)，上述采樣艙還包括風(fēng)帽；所述風(fēng)帽通過活頁安裝在采樣艙主體的頂部，風(fēng)帽以活頁為軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)打開或閉合。
[0012]上述風(fēng)帽由兩塊三角形板和兩塊梯形板拼接而成。
[0013]上述采樣艙還包括氣彈簧和鎖緊機構(gòu);所述氣彈簧用于在風(fēng)帽打開時固定風(fēng)帽；所述鎖緊機構(gòu)用于在風(fēng)帽閉合時固定風(fēng)帽。
[0014]上述濾材架通過多個壓板固定在采樣艙主體上。
[0015]上述采樣器還包括變頻器;所述變頻器同時與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和離心風(fēng)機相聯(lián)。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0017]1、本發(fā)明將特殊形式的采樣艙和V錐流量計系統(tǒng)相結(jié)合，具有較大的過濾面積，但整個裝置的體積較小;本發(fā)明采用V錐流量計系統(tǒng)，對流經(jīng)氣體的阻力小，約為孔板流量計的1/3左右，且V型錐體自身可作為流場的整流器，具有自整流功能，無需在其前端安裝整流器，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu);本發(fā)明具有自清潔功能，流體流經(jīng)具有特殊外形的V型錐體時，會在其周邊形成邊界層并疏導(dǎo)流體離開錐體尾部的邊緣，從而減少污染物附著的可能性。
[0018]2、本發(fā)明可以實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和系統(tǒng)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0019]3、測量精度高。
[0020]4、本發(fā)明可以實現(xiàn)穩(wěn)流采樣。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的采樣艙在風(fēng)帽打開時的俯視圖；
[0023]其中1-采樣艙；101-風(fēng)帽；102-活頁；103-氣彈簧；104-密封條；105-濾材架；106-壓板；107 -鎖緊機構(gòu)；108 -采樣艙主體；109-方圓變徑；2-氣體管路;3 -流量計系統(tǒng)；301 -流量計管路;302-前端法蘭;303-后端法蘭;304-V型錐體;305-第二取壓口；306-第一取壓口 ；307-壓力傳感器;308-差壓傳感器;309-溫度傳感器；310-模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；311-通訊單元；312-計算機;313-通孔;314-第一取壓管;315-第二取壓管;316-L型引壓管;4-離心風(fēng)機;5-變頻器。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，本發(fā)明所提供的超大流量氣溶膠采樣器包括通過氣體管路2依次連接的采樣艙1、v錐流量計系統(tǒng)3和離心風(fēng)機4。
[0025]—、采樣艙
[0026]結(jié)合圖1和圖2，采樣艙I包括采樣艙主體108和安裝在采樣艙主體8底部的方圓變徑109;采樣艙主體108為長方體框架結(jié)構(gòu)，其與底面垂直的四個棱邊向下具有延伸段，該延伸段作為采樣艙的支座;采樣艙主體108的頂部和四周均為進(jìn)氣口，進(jìn)氣口處安裝有濾材架105;濾材架105通過壓板106安裝在采樣艙主體108，并用密封條104進(jìn)行密封。
[0027]為防止雨水淋入采樣艙主體108中，采樣艙主體108的頂部通過活頁102安裝有風(fēng)帽101(由兩塊三角形板和兩塊梯形板拼接而成)；風(fēng)帽101以活頁102為軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)打開或閉合。風(fēng)帽101和采樣艙主體108上安裝有氣彈簧103和鎖緊機構(gòu)107(例如鎖扣、插銷等)，其中，氣彈簧103在風(fēng)帽101打開時用于固定風(fēng)帽101，鎖緊機構(gòu)107在風(fēng)帽101閉合時用于固定風(fēng)帽101。
[0028]二、V錐流量計系統(tǒng)
[0029]如圖1所示，V錐流量計系統(tǒng)3包括流量計管路301、V型錐體304、差壓傳感器308、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元310、通訊單元311和計算機312。
[0030]流量計管路301上開設(shè)有第一取壓口 306，第一取壓口 306與流量計管路301相通；沿氣流方向，流量計管路301上設(shè)置有前端法蘭302和后端法蘭303，便于將V錐流量計系統(tǒng)3與氣體管路2相連；
[0031 ] V型錐體304上沿其軸線方向開設(shè)有通孔313，通孔313內(nèi)安裝有L型引壓管316; L型引壓管316的豎直段插入第一取壓口306中，并使V型錐體304懸掛在流量計管路301中；
[0032]差壓傳感器308通過第一取壓管314與第一取壓口 306相連通；
[0033]模數(shù)轉(zhuǎn)換單元310與差壓傳感器308相聯(lián)，同時通過通訊單元311與計算機312相聯(lián)，實現(xiàn)V錐流量計系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和流量計系統(tǒng)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0034]為了進(jìn)一步提高測量精度，V錐流量計系統(tǒng)3可作出如下優(yōu)化:
[0035](I)V錐流量計系統(tǒng)3還包括用于溫壓補償計算的壓力傳感器307和溫度傳感器309;壓力傳感器307通過第二取壓管315與第二取壓口 305(開設(shè)在流量計管路301上與流量計管路301相連通，并位于前端法蘭302和V型錐體304之間)連通;溫度傳感器309設(shè)置在流量計管路301的管壁上;壓力傳感器307和溫度傳感器309均與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元310相聯(lián)。第二取壓管315同時還與差壓傳感器308相連。(2)V型錐體4的軸線與流量計管路I的中心線重入口 ο
[0036]另外，由于V錐流量計系統(tǒng)的節(jié)流件采用V型錐體，因此V錐流量計系統(tǒng)所需的流量計管路遠(yuǎn)小于孔板、噴嘴和渦街等流量計系統(tǒng)，有利于減小設(shè)備體積。具體為:沿氣流方向，V型錐體304前端的流量計管路301的長度為I?3D，V型錐體304后端的流量計管路301的長度為O?1D，D為流量計管路301的內(nèi)徑，本實施例中D = 250mm。
[0037]三、變頻器
[0038]本發(fā)明還包括變頻器5，以更好的保護設(shè)備，控制流量;變頻器5同時與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元310和離心風(fēng)機304相聯(lián)。
[0039]本發(fā)明的工作過程如下:
[0040](I)將高效濾材安裝在濾材架105上，然后將濾材架105安裝在采樣艙主體108上，閉合風(fēng)帽101;
[0041](2)打開總電源、V錐流量計系統(tǒng)的電源和計算機電源；
[0042](3)啟動離心風(fēng)機4，設(shè)備進(jìn)入采樣狀態(tài)，V錐流量計系統(tǒng)同時開始記錄流量及相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0043](4)到達(dá)采樣結(jié)束時間，停止離心風(fēng)機4，在計算機312上讀取流量等數(shù)據(jù)；
[0044](5)取下樣品。
【主權(quán)項】
1.超大流量氣溶膠采樣器，包括通過氣體管路依次連接的采樣艙、流量計系統(tǒng)和離心風(fēng)機;所述采樣艙包括采樣艙主體和安裝在采樣艙主體底部的方圓變徑;其特征在于: 所述采樣艙主體為長方體框架結(jié)構(gòu)，其與底面垂直的四個棱邊向下具有延伸段，該延伸段作為立體采樣艙的支座;所述采樣艙主體的頂部和四周均為進(jìn)氣口，進(jìn)氣口處安裝有濾材架;所述濾材架和采樣艙主體之間采用密封條進(jìn)行密封； 所述流量計系統(tǒng)為V錐流量計系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:所述V錐流量計系統(tǒng)包括流量計管路、V型錐體、差壓傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、通訊單元和計算機； 所述流量計管路上開設(shè)有第一取壓口，第一取壓口與流量計管路相通;沿氣流方向，所述流量計管路上設(shè)置有前端法蘭和后端法蘭； 所述V型錐體上沿其軸線方向開設(shè)有通孔，通孔內(nèi)安裝有L型引壓管;所述L型引壓管的豎直段插入所述第一取壓口，并使V型錐體懸掛在流量計管路中； 所述差壓傳感器通過第一取壓管與所述第一取壓口相連通； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與所述差壓傳感器相聯(lián)，同時通過通訊單元與計算機相聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:所述V錐流量計系統(tǒng)還包括第二取壓口、壓力傳感器和溫度傳感器;所述第二取壓口開設(shè)在流量計管路上與流量計管路相連通，并位于前端法蘭和V型錐體之間；所述壓力傳感器通過第二取壓管與第二取壓口相連通;所述第二取壓管同時與所述差壓傳感器相連通;所述溫度傳感器設(shè)置在流量計管路的管壁上;所述壓力傳感器和溫度傳感器均與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:所述V型錐體的軸線與流量計管路的中心線重合。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:沿氣流方向，所述V型錐體前端的流量計管路的長度為I?3D，V型錐體后端的流量計管路的長度為O?1D，D為流量計管路的內(nèi)徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:所述采樣艙還包括風(fēng)帽;所述風(fēng)帽通過活頁安裝在采樣艙主體的頂部，風(fēng)帽以活頁為軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)打開或閉合。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:所述風(fēng)帽由兩塊三角形板和兩塊梯形板拼接而成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:所述采樣艙還包括氣彈簧和鎖緊機構(gòu);所述氣彈簧用于在風(fēng)帽打開時固定風(fēng)帽；所述鎖緊機構(gòu)用于在風(fēng)帽閉合時固定風(fēng)帽。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:所述濾材架通過多個壓板固定在采樣艙主體上。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的超大流量氣溶膠采樣器，其特征在于:所述采樣器還包括變頻器;所述變頻器同時與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和離心風(fēng)機相聯(lián)。
【文檔編號】G01N1/22GK106066267SQ201610435939
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月16日 公開號201610435939.X, CN 106066267 A, CN 106066267A, CN 201610435939, CN-A-106066267, CN106066267 A, CN106066267A, CN201610435939, CN201610435939.X
【發(fā)明人】常印忠, 王世聯(lián), 劉蜀疆, 陳占營, 王曉明, 李奇, 樊元慶, 趙允剛, 張新軍
【申請人】北京放射性核素實驗室