一种挥发性颗粒物浓度检测装置及控制系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种挥发性颗粒物浓度检测装置及控制系统，所述装置包括气体样品输送系统、颗粒物捕集系统、自动换膜系统、挥发性颗粒物补偿系统、控制系统，其通过气体样品输送系统输送气体，然后在颗粒物捕集系统中对气体中的颗粒物进行采集，然后通过自动换膜系统实现滤膜连续、自动的更换，最后通过挥发性颗粒物补偿系统对被采集完毕颗粒物的气体进行采集，且在整个过程中，通过控制系统对装置的各部分进行控制。通过自动换膜系统能够实时更换滤膜，在挥发性颗粒物补偿系统中采用的多级冲击式采样器，其内部形成多级空腔，冷却水能够最大限度的对异型孔内空气进行冷却，能够避免挥发性颗粒物冷却凝结在异型孔的内壁上，保证测量结果的准确性。

A measuring device and control system for the concentration of volatile particles

【技术实现步骤摘要】
一种挥发性颗粒物浓度检测装置及控制系统
：本技术涉及一种颗粒物检测装置，具体涉及一种挥发性颗粒物浓度检测装置及控制系统。
技术介绍
：在生产生活的许多领域中，空气颗粒物的污染日益严重，威胁着大气能见度和人们的身体健康，准确监测是对其进行治理的前提。例如工厂烟道中排放的颗粒物的检测；环境中大气粉尘的检测；矿下易燃易爆粉尘的检测；以及商用或者家用的空气净化设备的颗粒物传感器等。为此，越来越多的研究者致力于开发室内空气中颗粒物去除的技术与产品。空气颗粒物质量浓度检测方法主要有震荡天平法、Beta射线法和Beta射线光浊度法。为了减小空气温度湿度对测量结果的影响，各检测方法均通过动态加热系统。其中，空气部分颗粒物质本身性质不稳定，易挥发。采用加热方法会造成气体中挥发性颗粒物的损失，使测量结果值偏低，对实验测量结果准确度造成很大影响。目前，我国企业开发的空气颗粒物浓度检测装置对挥发性颗粒物补偿方案鲜有设计，或已有的补偿方案不能很好的实现会挥发性颗粒物的收集。比如，授权公告号为CN202886349U、名称为大气颗粒物监测中可挥发性颗粒物监测补偿装置的中国技术专利公开技术方案一种通过大气颗粒物监测仪器按与样品空气采样周期一样的周期且保持一致的采样流量采样纯净氮气，在氮气选通周期内颗粒物质量的损失将反射出上一个样品空气采样周期所采集颗粒物的挥发性损失，将氮气采样周期内颗粒物质量的减少量作为可挥发性颗粒物损失补偿给上一个样品空气采样周期所采集的颗粒物质量。其仍然存在对空气颗粒物测量不准确，误差较大的问题，尤其是对空气中挥发性颗粒物浓度的检测。因此，需要研发一种更实用的挥发性颗粒物浓度检测装置及控制系统，以解决上述问题。
技术实现思路
：针对以上现有技术所述存在的问题，本技术提供了一种挥发性颗粒物浓度检测装置及控制系统，不仅能检测出所测气体中挥发性颗粒物的浓度，还能够实现连续、自动的采样。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种挥发性颗粒物浓度检测装置，包括：箱体，所述箱体内部设置有上电磁吸盘，和设置在其下部的下电磁吸盘，所述上电磁吸盘和下电磁吸盘相互配合，所述上电磁吸盘上方依次设置有空气入口过滤器、PM2.5切割器、气体流量计和加热套筒，且所述空气入口过滤器和PM2.5切割器设置在箱体上方，所述空气入口过滤器和PM2.5切割器、所述PM2.5切割器和气体流量计及所述气体流量计和上电磁吸盘之间均通过管道连接，在所述气体流量计和上电磁吸盘之间的管道上套装有加热套筒，在加热套筒下方设置有自动换膜系统，所述自动换膜系统包括第一滤膜架，所述第一滤膜架上设置有滤膜夹，所述滤膜夹上用以夹持滤膜，所述第一滤膜架下端设置有第一轴，所述第一轴上套设有第一齿轮，所述第一齿轮啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮套设于第二轴一端，其另一端连接于步进电机，所述第一滤膜架的一端延伸至箱体外部，所述下电磁吸盘下端通过管道连接有第一采样器，在所述第一采样器下端通过管道连接于抽气泵，其上端通过管道连接于所述下电磁吸盘的下端，所述第一采样器为柱形筒体结构，在所述柱形筒体结构的上端开设有注水口，其下端开设有换水口，在所述柱形筒体结构的内部的中心位置沿竖向开设有第二通孔，在筒壁上开设有第二滤膜架孔，所述第二滤膜架孔通过管道与所述第二通孔连通，第二滤膜架穿过所述第二滤膜架孔插设在所述管道中，所述第二滤膜架上设置有滤膜夹，所述滤膜夹上用以夹持滤膜，所述温度传感器设置在所述柱形筒体结构的内壁，所述抽气泵连接有尾气输出管，所述尾气输出管延伸至箱体外部，所述箱体上还设置有控制板和显示屏，所述控制板内部设置有电路板，电路板电性连接于所述上、下电磁吸盘、加热套筒、抽气泵、温度传感器、显示屏及步进电机。所述第一采样器还并联连接有第二采样器，所述第一采样器和第二采样器结构相同，均为多级冲击采样器，在所述第一采样器和第二采样器的上端设置有换向阀，其下端设置有三通管，所述第一采样器和第二采样器的上端分别通过管道连接于换向阀的第一端和第二端，所述换向阀的第三端通过管道连接于所述下电磁吸盘的下端，所述第一采样器和第二采样器的下端分别连接于三通管的第一接口和第二接口，所述抽气泵则连接于所述三通管的第三接口。所述第一滤膜架为十字形支架，十字形支架的四个叶片端部分别开设有第一通孔，所述第一通孔上设置有滤膜夹，所述第一滤膜架的一个叶片插设在所述上电磁吸盘和下电磁吸盘之间，其对称的另一个叶片通过箱体上开设的第一滤膜架孔伸出至箱体外部。所述第二通孔为异型孔，其上端为V型结构，在所述V型结构下部顺次连接有多个漏斗状结构。所述注水口和换水口呈中心对称。所述下电磁吸盘上设置有弹簧，在弹簧外部套设有弹簧套筒。所述加热套筒为筒状结构，在所述筒状结构内壁设置有加热片。所述管道为橡胶管或者铝管。上述一种挥发性颗粒物浓度检测装置的控制系统，包括集成于所述电路板上的单片机控制电路、上电磁吸盘控制电路、下电磁吸盘控制电路、加热套筒控制电路、抽气泵控制电路、温度传感器控制电路、显示屏控制电路和步进电机控制电路，所述上电磁吸盘控制电路、下电磁吸盘控制电路、加热套筒控制电路、抽气泵控制电路、温度传感器控制电路、显示屏控制电路和步进电机控制电路的输入端和所述单片机控制电路的输出端连接，并由所述单片机控制电路控制运行，所述上、下电磁吸盘控制电路控制所述上、下电磁吸盘的吸合和断开，所述加热套筒控制电路控制所述加热套筒的加热，所述抽气泵控制电路控制所述抽气泵的开启和关闭，所述温度传感器控制电路控制所述温度传感器的启动和关闭，所述显示屏控制电路控制显示屏上数据的显示，所述步进电机控制电路控制所述步进电机的启动和关闭。所述单片机控制电路包括5v直流电，单片机AT89C52，电阻R1，电容C1，电容C2，电容C3，步进电机驱动器ULN2003A，电感X1，其中5v直流电的正极接电容C3的第一端，5v直流电的负极接地，C3的第二端接单片机的RST引脚和电阻R1的第一端，电阻R1的第二端接地；单片机AT89C52上的XTAL1接电感X1和电容C2，单片机AT89C52上的XTAL2接电感X1和电容C1，电容C1和电容C2接一起后接地；单片机AT89C52上的P2.0到P2.3引脚接步进电机驱动器ULN2003A。所述上电磁吸盘控制电路包括12v直流电，电阻R9，电阻R10，电磁铁sw3，二极管D2，三极管Q4，电机DM1，其中12v直流电的正极连接于电磁铁sw3的第一端，12v直流电的负极接地，电机DM1的第一端连接于电磁铁sw3的第二端，电机DM1的第二端接地，在电磁铁sw3上并联一个二极管D2，电磁体sw3的第二端连接三极管Q4的第一极，三极管的第二极接电阻R9的第一端和电阻R10的第一端，电阻R9的第二端接单片机引脚27，电阻R10的第二端和三极管Q4的第三极一起接地。所述下电磁吸盘控制电路包括12v直流电，电阻R11，电阻R12，电磁铁sw4，二极管D1，三极管Q2，电机DM2，其中12v直流电的正极连接于电磁铁sw4的第一端，12v直流电的负极接地，电机DM2的第一端连接于电磁铁sw4的第二端，电机DM2的第二端接地，在电磁铁SW4上并联一个二极管D1，电磁体sw4的第二端连接三极管Q2的第一极，三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：包括：箱体，所述箱体内部设置有上电磁吸盘，和设置在其下部的下电磁吸盘，所述上电磁吸盘和下电磁吸盘相互配合，所述上电磁吸盘上方依次设置有空气入口过滤器、PM2.5切割器、气体流量计和加热套筒，且所述空气入口过滤器和PM2.5切割器设置在箱体上方，所述空气入口过滤器和PM2.5切割器、所述PM2.5切割器和气体流量计及所述气体流量计和上电磁吸盘之间均通过管道连接，在所述气体流量计和上电磁吸盘之间的管道上套装有加热套筒，在加热套筒下方设置有自动换膜系统，所述自动换膜系统包括第一滤膜架，所述第一滤膜架上设置有滤膜夹，所述滤膜夹上用以夹持滤膜，所述第一滤膜架下端设置有第一轴，所述第一轴上套设有第一齿轮，所述第一齿轮啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮套设于第二轴一端，其另一端连接于步进电机，所述第一滤膜架的一端延伸至箱体外部，所述下电磁吸盘下端通过管道连接有第一采样器，在所述第一采样器下端通过管道连接于抽气泵，其上端通过管道连接于所述下电磁吸盘的下端，所述第一采样器为柱形筒体结构，在所述柱形筒体结构的上端开设有注水口，其下端开设有换水口，在所述柱形筒体结构的内部的中心位置沿竖向开设有第二通孔，在筒壁上开设有第二滤膜架孔，所述第二滤膜架孔通过管道与所述第二通孔连通，第二滤膜架穿过所述第二滤膜架孔插设在所述管道中，所述第二滤膜架上设置有滤膜夹，所述滤膜夹用以夹持滤膜，在所述柱形筒体结构的内壁设置温度传感器，所述抽气泵连接有尾气输出管，所述尾气输出管延伸至箱体外部，所述箱体上还设置有控制板和显示屏，所述控制板内部设置有电路板，电路板电性连接于所述上、下电磁吸盘、加热套筒、抽气泵、温度传感器、显示屏及步进电机。...

【技术特征摘要】
1.一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：包括：箱体，所述箱体内部设置有上电磁吸盘，和设置在其下部的下电磁吸盘，所述上电磁吸盘和下电磁吸盘相互配合，所述上电磁吸盘上方依次设置有空气入口过滤器、PM2.5切割器、气体流量计和加热套筒，且所述空气入口过滤器和PM2.5切割器设置在箱体上方，所述空气入口过滤器和PM2.5切割器、所述PM2.5切割器和气体流量计及所述气体流量计和上电磁吸盘之间均通过管道连接，在所述气体流量计和上电磁吸盘之间的管道上套装有加热套筒，在加热套筒下方设置有自动换膜系统，所述自动换膜系统包括第一滤膜架，所述第一滤膜架上设置有滤膜夹，所述滤膜夹上用以夹持滤膜，所述第一滤膜架下端设置有第一轴，所述第一轴上套设有第一齿轮，所述第一齿轮啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮套设于第二轴一端，其另一端连接于步进电机，所述第一滤膜架的一端延伸至箱体外部，所述下电磁吸盘下端通过管道连接有第一采样器，在所述第一采样器下端通过管道连接于抽气泵，其上端通过管道连接于所述下电磁吸盘的下端，所述第一采样器为柱形筒体结构，在所述柱形筒体结构的上端开设有注水口，其下端开设有换水口，在所述柱形筒体结构的内部的中心位置沿竖向开设有第二通孔，在筒壁上开设有第二滤膜架孔，所述第二滤膜架孔通过管道与所述第二通孔连通，第二滤膜架穿过所述第二滤膜架孔插设在所述管道中，所述第二滤膜架上设置有滤膜夹，所述滤膜夹用以夹持滤膜，在所述柱形筒体结构的内壁设置温度传感器，所述抽气泵连接有尾气输出管，所述尾气输出管延伸至箱体外部，所述箱体上还设置有控制板和显示屏，所述控制板内部设置有电路板，电路板电性连接于所述上、下电磁吸盘、加热套筒、抽气泵、温度传感器、显示屏及步进电机。2.根据权利要求1所述的一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述第一采样器还并联连接有第二采样器，所述第一采样器和第二采样器结构相同，均为多级冲击采样器，在所述第一采样器和第二采样器的上端设置有换向阀，其下端设置有三通管，所述第一采样器和第二采样器的上端分别通过管道连接于换向阀的第一端和第二端，所述换向阀的第三端通过管道连接于所述下电磁吸盘的下端，所述第一采样器和第二采样器的下端分别连接于三通管的第一接口和第二接口，所述抽气泵则连接于所述三通管的第三接口。3.根据权利要求1所述的一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述第一滤膜架为十字形支架，十字形支架的四个叶片端部分别开设有第一通孔，所述第一通孔上设置有滤膜夹，所述第一滤膜架的一个叶片插设在所述上电磁吸盘和下电磁吸盘之间，其对称的另一个叶片通过箱体上开设的第一滤膜架孔伸出至箱体外部。4.根据权利要求1所述的一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述第二通孔，其上端为V型结构，在所述V型结构下部顺次连接有多个漏斗状结构。5.根据权利要求1所述的一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述注水口和换水口呈中心对称。6.根据权利要求1所述的一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述下电磁吸盘上设置有弹簧，在弹簧外部套设有弹簧套筒。7.根据权利要求1所述的一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述加热套筒为筒状结构，在所述筒状结构内壁设置有加热片。8.根据权利要求1所述的一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述管道为橡胶管或者铝管。9.一种挥发性颗粒物浓度检测装置的控制系统，用于根据权利要求1所述的一种挥发性颗粒物浓度检测装置，其特征在于：包括集成于所述电路板上的单片机控制电路、上电磁吸盘控制电路、下电磁吸盘控制电路、加热套筒控制电路、抽气泵控制电路、温度传感器控制电路、显示屏控制电路和步进电机控制电路，所述上电磁吸盘控制电路、下电磁吸盘控制电路、加热套筒控制电路、抽气泵控制电路、温度传感器控制电路、显示屏控制电路和步进电机控制电路的输入端和所述单片机控制电路的输出端连接，并由所述单片机控制电路控制运行，所述上、下电磁吸盘控制电路控制所述上、下电磁吸盘的吸合和断...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨成，赫飞，刘志杰，沈成，刘宗桃，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21