沙尘暴采样器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于采集沙尘暴天气、扬沙天气、浮尘天气空气中颗粒物的沙尘暴采样器。为解决现有的总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器不能使风的方向对准采样入口的技术问题。本实用新型专利技术包括主机、滤筒外套１和采样管２。采样管２为弯管，它的采样嘴３的轴线与出气端４的轴线相互垂直。采样管２的出气端４与滤筒外套１的上端之间通过可以使采样管２在滤筒外套１上转动的旋转装置联接，采样管２上安装有风向舵５。本实用新型专利技术主要用于在沙尘暴天气、扬沙天气、浮尘天气对空气中颗粒物进行采样，它能够使采样管２的采样嘴３的轴线始终对准风吹来的方向，并实现等速采样。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
沙尘暴采样器
：本技术涉及一种环境监测领域中用于采集空气中颗粒物的采样器，确切地说是一种采集沙尘暴天气、扬沙天气、浮尘天气空气中颗粒物的采样器。
技术介绍
：目前，环境监测领域中广泛使用的颗粒物采样器，分为总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器两大类。总悬浮颗粒物，即总悬浮微粒，简称TSP，它是指空气动力学当量直径在100μm以下的颗粒物；可吸入颗粒物，简称IP或PM10，它是指空气动力学当量直径小于10μm的颗粒物，该颗粒物可随呼吸进入上、下呼吸道，故称可吸入颗粒物。近几年来，由于生态环境遭到不同程度的破坏，我国北方地区经常出现沙尘暴天气、扬沙天气、浮尘天气，危害越来越大，引起了国家的高度重视，对上述天气空气中的颗粒物含量的监测已经刻不容缓。总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器在使用过程中，通常不考虑风速的大小，空气中颗粒物的密度相对较小，颗粒物的直径范围较窄。总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器在采样时，采样的气流必须从下向上垂直进入采样器，采样气流的速度也受到一定的限制，这些采样器不能使风的方向对准采样入口，也不能实现等速采样。因此，总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器不适于对沙尘暴天气、扬沙天气、浮尘天气空气中的颗粒物进行采样。
技术实现思路
：本技术要解决的技术问题之一是，现有的总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器不能使风的方向对准采样入口。为解决该技术问题，本技术采用以下技术方案：沙尘暴采样器，包括主机、滤筒外套1和采样管2。它的特殊之处是：采样管2为弯管，它的采样嘴3的轴线与出气端4的轴线相互垂直。采样管2的出气端4与滤筒外套1的上端之间通过可以使采样管2在滤筒外套1上转动的旋转装置联接，采样管2上-->安装有风向舵5。主机用于对采样管2进行抽气，使空气连同颗粒物一起被吸进采样管2中，测出采样的流量和采样管2的采样嘴3的采样流速，主机同时测出风速，并将采样嘴3的采样流速与风速进行比较，根据比较的结果，调节采样嘴3的采样流速与风速相等。滤筒外套1用于安装滤筒，颗粒物被滤筒捕集。采样管2的采样嘴3的轴线与出气端4的轴线相互垂直，只要出气端4的轴线处在垂直方向，采样嘴3的轴线就会处在水平方向。旋转装置使采样管2可以在滤筒外套1上转动。风向舵5被风吹动，能够驱动采样管2在滤筒外套1上转动，使采样管2的采样嘴3对准风吹来的方向。本技术的风向舵5为平板状，它垂直放置。风向舵5固定在采样管2的垂直部分上，它位于与采样嘴3相对的一侧。本技术的旋转装置包括压紧螺母6、密封圈7、滤筒压盖8、轴承9、密封垫10、密封圈11和压紧螺母12，滤筒压盖8上具有凸肩13。密封圈7位于滤筒外套1的上端面与滤筒压盖8的凸肩13的下端面之间，压紧螺母6的内螺纹与滤筒外套1上部外表面上的外螺纹配合，压紧螺母6压在滤筒压盖8的凸肩13的上端面上。采样管2的出气端4的外表面安装在轴承9的内圈上，滤筒压盖8的内表面安装在轴承9的外圈上。压紧螺母12的内螺纹与滤筒压盖8上部的外表面上的外螺纹配合，密封垫10位于滤筒压盖8的上端面与压紧螺母12之间，密封垫10的内缘与采样管2的出气端4的外表面接触。压紧螺母12上具有环形槽，密封圈11放置在该环形槽中，密封圈11的内缘与采样管2的出气端4的外表面接触。密封垫10和密封圈11用于对轴承9进行密封，防止沙尘等进入轴承9中。密封圈7用于对滤筒外套1与滤筒压盖8之间进行密封。本技术的滤筒外套1内具有滤筒托架14，滤筒托架14的上口固定在滤筒外套1上，滤筒托架14上具有若干通孔15。由于在沙尘暴天气风速较大，在等速采样的情况下，采样流速也很大，滤筒托架14可以托住滤筒，防止滤筒被流速较大的采样气流冲破。通孔15用于使采样气流通过。本技术的通孔15为圆孔，并且在滤筒托架14上均匀分布。-->本技术要解决的技术问题之二是，现有的总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器不能实现等速采样。为解决该技术问题，本技术采用以下技术方案：在上述技术方案的基础上，本技术的主机包括流量计16、抽气泵17、风速仪18和控制电路19。流量计16的进风口与滤筒外套1连通，流量计16的出风口与抽气泵17的进风口连通，流量计16的信号输出端与控制电路的输入端连接。风速仪18的风速传感器20单独固定于主机一侧，避免彼此干扰，风速仪18的输出端与控制电路19连接。控制电路19的输出端与抽气泵17的电动机D连接。流量计16可以采用孔板流量计，也可以采样涡轮流量计，它将采样的流量信号转变为电信号，该电信号被输入控制电路19中进行处理。抽气泵17的电动机D受控制电路19控制，它提供采样的抽气动力。风速仪18用于将风速信号转变为电信号，该电信号被输入控制电路19中进行处理。控制电路19根据流量计16输出的流量信号计算出采样气流的流速，将该流速与风速仪18测得的风速进行比较，根据比较的结果输出控制信号，控制抽气泵17的电动机D调节转速，使采样嘴3中的采样流速与风速基本相等。本技术的控制电路19包括A/D转换器、驱动电路和单片机；流量计16的信号输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与单片机的I/O口连接；风速仪18的输出端与单片机的I/O口连接；单片机的I/O口与驱动电路连接，驱动电路的输出端与抽气泵17的电动机D连接。单片机运行程序，采集并储存风速仪18测得的风速，采集并储存流量计16测得的采样流速，将采样流速与风速进行比较，根据比较的结果向驱动电路输出控制信号，通过驱动电路调节抽气泵17的电动机D的转速，使采样流速与风速基本相等，最后根据采样的流量和采样所用的时间，计算出采样的体积。驱动电路受单片机控制，它为抽气泵17的电动机D提供合乎要求的电源。如果流量计16的信号输出端输出模拟信号(如孔板流量计)，单片机本身内部带有A/D转换器，那么可以省去外部的A/D转换器，流量计16的信号输出端直接与单片机连接。如果流量计16的信号输出端输出数字-->信号(如涡轮流量计)，本技术可以省去A/D转换器，流量计16的信号输出端直接与单片机连接。如果驱动电路要求输入的控制信号为模拟信号，可以增加D/A转换器，D/A转换器的输入端与单片机的I/O口连接，D/A转换器的输出端与驱动电路连接。这种省去A/D转换器和/或增加D/A转换器的技术方案，都在本技术的保护范围内。本技术由于采样管2为弯管，并且安装有风向舵5，与旋转装置配合，可以使采样管2随风转动，使采样管2的采样嘴3的轴线始终对准风吹来的方向。由于本技术的控制电路19能够不断测量风速和采样流速，并对两者进行比较，根据比较的结果输出控制信号，控制抽气泵17的电动机D调节转速，使采样流速与风速基本相等，实现等速采样。本技术由于具有滤筒托架14，对滤筒起到保护作用，防止采样流速较大时冲破滤筒。与现有的总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器相比，本技术由于能够根据风向的改变，自动调节采样管2的采样嘴3的方向，使采样嘴3的轴线始终对准风吹来的方向，并且能够使采样流速与风速基本相等，保证了对沙尘暴天气、扬沙天气和浮尘天气的空气中的颗粒物含量进行测量的正确性。在风速较大的沙尘暴天本文档来自技高网...

【技术保护点】
沙尘暴采样器，包括主机、滤筒外套（１）和采样管（２）；其特征是：采样管（２）为弯管，它的采样嘴（３）的轴线与出气端（４）的轴线相互垂直；采样管（２）的出气端（４）与滤筒外套（１）的上端之间通过可以使采样管（２）在滤筒外套（１）上转动的旋转装置联接，采样管（２）上安装有风向舵（５）。

【技术特征摘要】
1.沙尘暴采样器，包括主机、滤筒外套(1)和采样管(2)；其特征是：采样管(2)为弯管，它的采样嘴(3)的轴线与出气端(4)的轴线相互垂直；采样管(2)的出气端(4)与滤筒外套(1)的上端之间通过可以使采样管(2)在滤筒外套(1)上转动的旋转装置联接，采样管(2)上安装有风向舵(5)。2.根据权利要求1所述的沙尘暴采样器，其特征是：风向舵(5)为平板状，它垂直放置；风向舵(5)固定在采样管(2)的垂直部分上，它位于与采样嘴(3)相对的一侧。3.根据权利要求1所述的沙尘暴采样器，其特征是：旋转装置包括压紧螺母(6)、密封圈(7)、滤筒压盖(8)、轴承(9)、密封垫(10)、密封圈(11)和压紧螺母(12)，滤筒压盖(8)上具有凸肩(13)；密封圈(7)位于滤筒外套(1)的上端面与滤筒压盖(8)的凸肩(13)的下端面之间，压紧螺母(6)的内螺纹与滤筒外套(1)上部外表面上的外螺纹配合，压紧螺母(6)压在滤筒压盖(8)的凸肩(13)的上端面上；采样管(2)的出气端(4)的外表面安装在轴承(9)的内圈上，滤筒压盖(8)的内表面安装在轴承(9)的外圈上；压紧螺母(12)的内螺纹与滤筒压盖(8)上部的外表面上的外螺纹配合，密封垫(10)位于滤筒压盖(8)的上端面与压紧螺母(12)之间，密封垫(10)的内缘与采样管(2)的出气端(4)的外表面接触；压紧螺母(12)上具有环形槽，密封圈(11)放置在该环形槽中，密封圈(11)的内缘与采样管(2)的出气端(4)的外表面接触。4.根据权利要求1所述的沙尘暴采样器，其特征是：滤筒外套(1)内具有滤筒托架(14)，滤筒托架(14)的上口固定在滤筒外套(1)上，滤筒托架(14)上具有若干通孔(15)。5.根据权利要求4所述的沙尘暴采样器，其特征是：通孔(15)为圆孔，并且在滤筒托架(14)上均匀分布。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的沙尘暴采样器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晨旭，冯岱，孙夕秋，李德安，黄祖旭，
申请(专利权)人：修光伟，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]