β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置的制作方法

β
射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置
技术领域
1.本实用新型涉及环境大气颗粒物浓度测量技术领域，尤其涉及一种纸带测量点位置自动微调的、走纸精确的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置。


背景技术：

2.环境大气中含有一定浓度的大气颗粒物，而大气颗粒物中含有大量有害物质及微生物会危害人类健康。因此，大气颗粒物的浓度是影响大气质量的重要因素。世界上很多国家对环境大气中颗粒物浓度进行监测以了解空气污染的情况，以及根据大气污染的情况采取相应的应对措施。现有的监测大气颗粒物质量浓度的仪器有多种原理，包括重量法、微量振荡天平法、β射线法和光散射法等。重量法是所有监测颗粒物浓度中最直接、最可靠的方法，它的问题是测量速度太慢：采一个数据要至少几个小时。这种方法是无法进行在线即时测量的。微量振荡天平法的监测数据相比重量法有季节性差异，夏、秋两季振荡天平法监测的质量浓度高于重量法，冬、春两季则相反。光散射法易受环境湿度和颗粒物成分的影响，目前国家尚未出台相关的光散射法测量颗粒物浓度的国家标准。β射线法要求样品量很少，可每小时自动得出一个监测数据，实时反映空气中颗粒物浓度的变化情况，并可进行数据传输，有利于远程监测和自动控制，并极大的减少了人工工作量。因此，β射线法已经成为大气环境颗粒物浓度的连续自动监测仪的主要测量方法之一。
3.现有技术的便携式β射线法大气颗粒物浓度测量装置，其走纸机构一般包括两个工位，一个是颗粒物的富集工位，而另一个是颗粒物的测量工位，纸带在富集工位富集完成之后，此时纸带上会形成由于颗粒物富集而形成圆形尘斑，纸带会走到测量工位进行测量，测量出颗粒物的浓度。现有技术的走纸机构，纸带在
4.因此，亟需一种纸带测量点位置自动微调的、走纸精确的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种纸带测量点位置自动微调的、走纸精确的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：提供一种β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，包括：
7.富集工位和测量工位，纸带测量点在所述富集工位进行颗粒物富集，并在测量工位进行颗粒物浓度测量；
8.还包括定位系统，所述定位系统包括：激光打孔机构、第一激光定位机构，及控制装置：
9.所述激光打孔机构设于所述富集工位一侧，并用于在所述纸带上打穿至少一个用于定位的定位孔；
10.所述第一激光定位机构设于所述测量工位一侧，所述第一激光定位机构设有用于
发射激光的第一发射器和第一接收器，当所述纸带测量点走纸到测量工位时，所述第一发射器所发射出的激光可穿过所述定位孔并被所述第一接收器所接收，且所述第一激光定位机构可向控制装置发出第一定位信号；
11.控制装置，用于控制所述激光打孔机构对所述纸带进行打孔，还用于根据接收到的所述第一定位信号控制所述纸带的驱动机构继续走纸或停止走纸。
12.所述富集工位和测量工位在沿纸带走纸方向的宽度相同，当所述纸带从所述激光打孔机构正对的位置走纸到所述第一激光定位机构正对的位置时，表征所述纸带测量点从所述富集工位走到测量工位。
13.当所述纸带出现过冲时，所述控制装置还可控制所述驱动机构驱动所述纸带微调回所述第一激光定位机构所定位的位置。
14.所述第一发射器和第一接收器分别位于所述纸带的上下两侧，所述定位孔的孔径小于1毫米。
15.还包括干燥工位，所述干燥工位设于所述富集工位和测量工位之间。
16.所述干燥工位、富集工位和测量工位在沿纸带走纸方向的宽度均相同。
17.所述定位系统还包括第二激光定位机构，所述第二激光定位机构设于所述干燥工位一侧，所述第二激光定位机构设有用于发射激光的第二发射器和第二接收器，当所述纸带测量点走到干燥工位时，所述第二发射器所发射出的激光可穿过所述定位孔并被所述第二接收器所接收，且所述第二激光定位机构可向控制装置发出第二定位信号。
18.所述控制装置还用于根据接收到的所述第二定位信号控制所述纸带的驱动机构停止走纸或者继续走纸。
19.所述激光打孔机构在所述纸带上打穿两个用于定位的定位孔，分别为第一定位孔和第二定位孔，当所述第一发射器所发射出的激光可穿过所述第一定位孔并被所述第一接收器所接收，所述第一激光定位机构可向控制装置发出第一子定位信号，所述控制装置控制所述纸带的驱动机构减慢走纸；当所述第一发射器所发射出的激光可穿过所述第二定位孔并被所述第一接收器所接收，所述第一激光定位机构可向控制装置发出第二子定位信号，所述控制装置控制所述纸带的驱动机构停止走纸。
20.所述干燥工位为高温加热干燥装置。
21.与现有技术相比，由于本实用新型β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，由于包括说是第一激光定位机构，所述第一激光定位机构设于所述测量工位一侧，所述第一激光定位机构设有用于发射激光的第一发射器和第一接收器，当所述纸带测量点走纸到测量工位时，所述第一发射器所发射出的激光可穿过所述定位孔并被所述第一接收器所接收，且所述第一激光定位机构可向控制装置发出第一定位信号；因此通过所述第一激光定位机构，能够让所述纸带测量点走纸刀所述测量工位，避免了由于走纸不精确，而造成的颗粒物浓度测量不精确。
22.通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
附图说明
23.图1所示为本实用新型β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置的一个实施例的示
意图。
24.图2a～2c所示为纸带测量点在各个工位的示意图。
25.图3a～3b为定位孔数量为两个时，纸带测量点在各个工位的示意图。
具体实施方式
26.现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1所示，本实用新型提供一种β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置100，包括：
27.富集工位1和测量工位2，纸带测量点10a在所述富集工位进行颗粒物富集，并在测量工位1进行颗粒物浓度测量；颗粒物的富集可测量的基本原理，是本领域技术人员所熟知的技术，在本文不是说明的重点，因此在此不在赘述。
28.需要说明的是，参考图2a，为了更方便地进行说明，本文的所有实施例中，纸带测量点10a是纸带10当前的进行颗粒物富集和颗粒物浓度测量的点。颗粒物富集时，纸带测量点10a位于富集工位1，颗粒物浓度测量时，纸带测量点10a位于测量工位2。当纸带测量点10a在所述富集工位1完成颗粒物富集后，纸带测量点10a为一个由于富集了颗粒物而形成的黑色的圆形尘斑，且从肉眼看，直径在18～22毫米。此外，在对纸带测量点10a干燥时，纸带测量点10a在干燥工位8。
29.参考图2a，还包括定位系统(图上未示)，所述定位系统用于对纸带10的运动位移进行定位，更具体是用于对纸带测量点10a的位移进行定位，设置所述定位系统的目的是为了能够确保所述纸带测量点10a能够准确地走纸到所述富集工位1和测量工位2，所述定位系统包括：激光打孔机构3、第一激光定位机构4，及控制装置5。其中，图2a～2c，给出了激光打孔机构3、第一激光定位机构4，及控制装置5的示意图。其中，所述第一激光定位机构4包括：所述第一激光定位机构4设有用于发射激光的第一发射器4a和第一接收器4b，所述第一发射器4a所发射的激光能够被所述第一接收器4b接收，表示所述纸带测量点10a已经准确走纸。
30.具体地，参考图2a，所述激光打孔机构3设于所述富集工位1一侧，并用于在所述纸带10上打穿至少一个用于定位的定位孔7；所述定位孔7是一个通过激光击穿的一个直径小于等于1毫米的小孔，所述定位孔7用于对所述纸带10在如图2a～2c上所示的左右方向的运动位移进行定位，下文会具体结合第一激光定位机构4和第二激光定位机构6的具体工作流程进行说明。通过所述激光打孔机构3在所述纸带10上进行打穿所述定位孔7，不会造所述纸带10的振动，而造成所述纸带10的在左右方向或者其他方向运动位移。
31.参考图2b所示，图2b所示的示意图中，所述纸带测量点10a从所述富集工位1走纸到所述测量工位2，具体是，所述第一激光定位机构4设于所述测量工位2一侧，所述第一激光定位机构4设有用于发射激光的第一发射器4a和第一接收器4b，当所述纸带测量点10a走纸到测量工位2时，所述第一发射器4a所发射出的激光穿过所述定位孔7并被所述第一接收器4b所接收，当所述第一发射器4a所发射出的激光穿过所述定位孔7时，表示所述纸带测量点10a已经准确地走纸到所述测量工位2，此时，所述第一激光定位机构4可向控制装置5发出第一定位信号；在本实施例中，所述第一激光定位机构4向所述控制装置5发送第一定位信号，表示所述纸带测量点10a走纸到所述测量工位2，此时所述纸带的驱动机构立即停止
走纸。需要说明的是，由于所述纸带测量点10a在走纸过程中，由于所述纸带10会有一定的惯性，因此，具体设计时，需要预足所述纸带的驱动机构执行停止走纸的控制信号，到让所述纸带测量点10a实际停止下来的由于惯性而产生的距离，需要根据该试验的数据，设计好所述第一激光定位机构4相对于所述富集工位1和测量工位2的物理位置距离。
32.一个实施例中，参考图2a～2c，图2a～2c给出了控制装置5的示意图，用于控制所述激光打孔机构3对所述纸带10进行打孔，还用于根据接收到的所述第一定位信号控制所述纸带的驱动机构继续走纸或停止走纸。所述控制装置5是具有控制功能的模块，例如可以是单片机、mcu等等。
33.一个实施例中，所述富集工位1和测量工位2在沿纸带10走纸方向的宽度相同，当所述纸带10从所述激光打孔机构3正对的位置走纸到所述第一激光定位机构4正对的位置时，表征所述纸带测量点10a从所述富集工位1走纸到测量工位2。通过设计所述富集工位1和测量工位2在走纸方向上的物理尺寸宽度相同，因此能够方便所述激光打孔机构3和所述第一激光定位机构4的位置设计，同时还能方波所述控制装置5的控制的简便性和可靠性。
34.一个实施例中，当所述纸带10出现过冲时，所述控制装置5还可控制所述驱动机构驱动所述纸带10微调回所述第一激光定位机构4所定位的位置。所述纸带10可能由于惯性而出现过冲的现象，此时，所述驱动机构还可以驱动所述纸带10往前或往后进行微调，使得所述纸带测量点10a能够准确地从所述富集工位1走纸到所述测量工位2；或者从所述测量工位2走纸所述富集工位1。
35.一个实施例中，所述第一发射器4a和第一接收器4b分别位于所述纸带的上下两侧，所述定位孔7的孔径小于1毫米。所述第一发射器4a和第一接收器4b分别位于所述纸带的两侧，所述发射器4a所发射出来的激光穿过所述定位孔7而被所述第一接收器4b所接收，而所述定位孔7的孔径是小于1毫米的定位孔，因此所述纸带测量点10a的运动位移误差是极小的，能够将误差控制在1毫米以内，这是完全符合浓度测量要求的，为后期的浓度测量计算带来极大的便利性，由于一般来说，所述富集工位1处，所述纸带测量点10a位于抽气通道内，抽气通道的直径约是18毫米，而在所述测量工位2，所述纸带测量点10a位于β射线的通道，β射线的通道直径约是22毫米，因此，将所述定位孔7设置成孔径为小于1毫米的定位孔，所述纸带测量点10a在走纸过程中的误差，完全处于在允许的范围内。
36.一个实施例中，参考图2a，还包括干燥工位8，所述干燥工位8设于所述富集工位1和测量工位2之间。由于所述纸带含水量若过高，会严重影响颗粒物浓度测量的准确度，因此需要设置所述干燥工位8，通常情况下，将所述干燥工位8设置成温度为160～200℃的高温，通过高温对所述纸带测量点10a进行烘干，以避免所述纸带测量点10a所含有的水分过高而对所述纸带测量点10a的颗粒物浓度值的准确度造成影响。
37.一个实施例中，参考图2a，为了更加方便地进行定位，将所述干燥工位8、富集工位1和测量工位2在沿纸带走纸方向的宽度均相同，因此如此设置，所述纸带测量点10a在不同工位走纸时，只需走纸同样的距离，如此能够有效地降低走纸控制难度和提高走纸控制的精确度。
38.一个实施例中，参考图2c，所述定位系统还包括第二激光定位机构6，所述第二激光定位机构6设于所述干燥工位8一侧，所述第二激光定位机构6设有用于发射激光的第二发射器6a和第二接收器6b，当所述纸带测量点10a走到干燥工位8时，所述第二发射器6a所
发射出的激光可穿过所述定位孔7并被所述第二接收器6b所接收，且所述第二激光定位机构6可向控制装置5发出第二定位信号。在本实施例中，所述第二激光定位机构6向所述控制装置5发送第二定位信号，表示所述纸带测量点10a走纸到所述干燥工位8，此时所述纸带10的驱动机构立即停止走纸。需要说明的是，由于所述纸带测量点10a在走纸过程中，会有一定的惯性，因此，具体设计时，需要预足所述纸带的驱动机构执行停止走纸的控制信号，到让所述纸带测量点10a实际停止下来的由于惯性而产生的距离，需要根据该试验的数据，设计好所述第二激光定位机构6相对于所述富集工位1物理位置距离，以及所述第二激光定位机构6相对于所述测量工位4的物理位置距离。
39.一个实施例中，参考图2c，所述控制装置5还用于根据接收到的所述第二定位信号控制所述纸带的驱动机构停止走纸或者继续走纸。所述第二定位信号是通过第二激光定位机构6发出的，当所述第二激光定位机构6向所述控制装置5发送所述第二定位信号，即是第二发射器6a所发射出来的激光信号穿过所述定位孔7，被第二接收器6b所接收，表示所述纸带测量点10a已经走纸到所述干燥工位8。
40.一个实施例中，参考图3a～3b，作为示例性地说明，为了更好地进行定位，所述定位孔的数量可以为两个，图3a～3b为定位孔数量为两个时，纸带测量点10a在各个工位的示意图。具体地，参考图3a，所述激光打孔机构3为双枪口结构，且所述双枪口结构为并排地设置在一起，每个枪口分别可以向所述纸带发射一束激光，分别打穿一个定位孔，因此，在所述纸带10上打穿两个用于定位的定位孔，分别为第一定位孔7a和第二定位孔7b，第一定位孔7a和第二定位孔7b并排设置。参考图3b，所述测量点10a从所述富集工位1走纸到所述测量工位2，当所述第一发射器4a所发射出的激光可穿过所述第一定位孔7a并被所述第一接收器4b所接收，所述第一激光定位机构4可向控制装置5发出第一子定位信号，所述控制装置5控制所述纸带的驱动机构减慢走纸；当所述第一发射器4a所发射出的激光可穿过所述第二定位孔7b并被所述第一接收器4b所接收，所述第一激光定位机构4可向控制装置发出第二子定位信号，所述控制装置5控制所述纸带的驱动机构停止走纸。通过本实施例，设置了所述激光打孔机构3为双枪口结构，将正常速度走纸段和慢速走纸速度段分段进行，能够有效地提高走纸效率，节省走纸过程中占用的时间，但是又能确保了走纸的精确度。
41.一个实施例中，所述干燥工位8为高温加热干燥装置。
42.以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，包括：富集工位和测量工位，纸带测量点在所述富集工位进行颗粒物富集，并在测量工位进行颗粒物浓度测量；还包括定位系统，所述定位系统包括：激光打孔机构、第一激光定位机构，及控制装置：所述激光打孔机构设于所述富集工位一侧，并用于在所述纸带上打穿至少一个用于定位的定位孔；所述第一激光定位机构设于所述测量工位一侧，所述第一激光定位机构设有用于发射激光的第一发射器和第一接收器，当所述纸带测量点走纸到测量工位时，所述第一发射器所发射出的激光可穿过所述定位孔并被所述第一接收器所接收，且所述第一激光定位机构可向控制装置发出第一定位信号；控制装置，用于控制所述激光打孔机构对所述纸带进行打孔，还用于根据接收到的所述第一定位信号控制所述纸带的驱动机构继续走纸或停止走纸。2.如权利要求1所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，所述富集工位和测量工位在沿纸带走纸方向的宽度相同，当所述纸带从所述激光打孔机构正对的位置走纸到所述第一激光定位机构正对的位置时，表征所述纸带测量点从所述富集工位走到测量工位。3.如权利要求1所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，当所述纸带出现过冲时，所述控制装置还可控制所述驱动机构驱动所述纸带微调回所第一述激光定位机构所定位的位置。4.如权利要求1所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，所述第一发射器和第一接收器分别位于所述纸带的上下两侧，所述定位孔的孔径小于1毫米。5.如权利要求4所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，还包括干燥工位，所述干燥工位设于所述富集工位和测量工位之间。6.如权利要求5所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，所述干燥工位、富集工位和测量工位在沿纸带走纸方向的宽度均相同。7.如权利要求6所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，所述定位系统还包括第二激光定位机构，所述第二激光定位机构设于所述干燥工位一侧，所述第二激光定位机构设有用于发射激光的第二发射器和第二接收器，当所述纸带测量点走到干燥工位时，所述第二发射器所发射出的激光可穿过所述定位孔并被所述第二接收器所接收，且所述第二激光定位机构可向控制装置发出第二定位信号。8.如权利要求7所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，所述控制装置还用于根据接收到的所述第二定位信号控制所述纸带的驱动机构停止走纸或者继续走纸。9.如权利要求7所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，所述激光打孔机构在所述纸带上打穿两个用于定位的定位孔，分别为第一定位孔和第二定位孔，当所述第一发射器所发射出的激光可穿过所述第一定位孔并被所述第一接收器所接收，所述第一激光定位机构可向控制装置发出第一子定位信号，所述控制装置控制所述纸带的驱动机构减慢走纸；当所述第一发射器所发射出的激光可穿过所述第二定位孔并被所述第一接收器所接收，所述第一激光定位机构可向控制装置发出第二子定位信号，所述控制装置控
制所述纸带的驱动机构停止走纸。10.如权利要求5所述的β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，其特征在于，所述干燥工位为高温加热干燥装置。

技术总结
本实用新型公开了一种β射线法大气颗粒物浓度测量走纸装置，包括：富集工位、测量工位、激光打孔机构，激光打孔机构设于富集工位一侧，并用于在纸带上打穿至少一个定位孔；第一激光定位机构，第一激光定位机构设于测量工位一侧，第一激光定位机构设有用于发射激光的第一发射器和第一接收器，当纸带测量点走纸到测量工位时，第一发射器所发射出的激光可穿过定位孔并被第一接收器所接收，且第一激光定位机构可向控制装置发出第一定位信号；控制装置，用于控制激光打孔机构对纸带进行打孔，还用于根据接收到的第一定位信号控制纸带的驱动机构停止走纸或者继续走纸。本实用新型纸带测量点位置自动微调、走纸精确。走纸精确。走纸精确。


技术研发人员：张欣 王翰林 张古臣
受保护的技术使用者：深圳国技仪器有限公司
技术研发日：2021.09.26
技术公布日：2022/3/8