本发明专利技术涉及一种取样装置，特别涉及一种可实现自动取样的气溶胶样品取样装置，解决了现有取样装置不能同时既满足能够自动完成多个样品的取样和封装，又满足在特定地点将物体表面或目标地点的粉尘物质形成气溶胶并被采样的使用要求的问题。该装置特殊在于：转盘单元包括转盘驱动电机及设在前保护罩与后保护罩固连围成空腔内的转盘；转盘上设有以转盘驱动电机输出轴为中心，沿圆周均布的四个通孔；前保护罩上设有与四个通孔分别同轴且沿顺时针方向依次排布的滤材单元载入孔，在线过滤孔，滤材封堵孔及滤材卸载孔；第一进气管与在线过滤孔同轴；滤材单元、滤材堵头、封闭滤材单元分别在滤材驱动电机、堵头驱动电机及滤材回收电机推动下移动。
【技术实现步骤摘要】
一种可实现自动取样的气溶胶样品取样装置
本专利技术涉及一种取样装置，特别涉及一种可实现自动取样的气溶胶样品取样装置。
技术介绍
气溶胶取样分析技术在医学、能源、环境和核技术等领域应用广泛。气溶胶样品是取样样品中的一个重要分类，其取样技术取得了巨大进步。通过对放射性污染区域不同位置的样品进行取样分析可以获得污染区域内核素分布和来源等信息。因此相关的取样或采样技术是最关键的技术之一，值得研究和发展。1998年，德国汉堡大学无机应用化学研究所为了研究海岸线附近从岸上输出到海里的元素成分而开发了AUTOSCAN系统(AutomatedSamplingandChemicalAnalyzingofAtmosphericParameters)，该系统包括了一个自动化气溶胶取样子系统(S.Tamm,M.Schulz.AutomatedAerosolSamplingaboardaNorthSeaFerry.J.AerosolSci.Vol.30,Suppl.1,pp.S189-S190,1999)。该系统采用了5个预先安装好的过滤器单元，采用远程控制模式启动和关闭过滤器单元，实现不同地点海岸线气溶胶的采样。该技术仅利用电控开关实现预先安装好的过滤器单元自动取样的控制，过滤器单元均为比较完整的设备，整个装置集成后比较庞大，限制了采样的数量。1997年，美国西北太平洋国家实验室为了应对CTBT条约关于空气中气溶胶的放射性监测要求，建立了自动放射性核素气溶胶采样器和分析器系统RASA(RadionuclideAerosolSampler/Analyzer)，该系统集成了一套放射性核素气溶胶采样器装置(S.M.Bowyer等，AutomatedParticulateSamplerForComprehensiveTestBanTreatyVerification.IEEETRANSACTIONSONNUCLEARSCIENCE,VOL.44,NO.3,JUNE1997)，参见图1。该装置采用了6片10cm×40cm的条状滤材02，条状滤材02由滤材供应点01提供，垂直装载于滤材装载架03上，气溶胶过滤完毕后，由驱动挤压滚轮06同时牵引6片条状滤材02经过滤材封装挤压滚轮04时被挤压和封装在一起，然后沿驱动传输线05传输到探测器07周围进行测量。该气溶胶自动取样装置主要针对样品量极低的本底样品涉及，存在两个缺点：(1)6片条状滤材02呈扇形分布，气流通过时不均匀，会导致条状滤材02上的气溶胶分布不均匀；(2)条状滤材02在封装前的传输距离较长，条状滤材02面积较大，牵引过程中条状滤材02因抖动或接触其它部件时会丢失部分过滤好的气溶胶，增加了测量的不确定性。2013年，李惠彬在其博士论文中设计了一台自动取样和监测钚气溶胶的装置，该装置采用卷轴装载一连续的滤纸卷作为滤材，以电机控制另外一个卷轴，进而控制卷轴移动达到滤材更换和测量的目的。该装置没有滤材封装功能，对于样品的安全性要求不高，仅适用于环境大气气溶胶的取样(李惠彬，高氡环境下钚气溶胶连续监测技术研究及设备研制，清华大学核科学与技术专业工学博士学位论文，2013)。专利技术名称为“一种放射性气溶胶实时取样装置”，授权公告号为“CN209961746U”，授权公告日为“2020.01.17”的中国专利，其公开的取样装置中，对于滤材的更换模式与以上文献基本一致。专利技术名称为“一种气溶胶采样器”，授权公告号为“CN209372645U”，授权公告日为“2019.09.10”的中国专利，其公开的采样器仅仅采用了单路的过滤结构，仅适用于单个样品的采集，需要人工更换滤材单元完成多次采样，重点在于其结构还是固定的。以上所有的气溶胶取样装置采用的模式均为自然环境取样，不主动产生气溶胶。对于放射性污染区域的普查工作需要在不同的地点远程控制获得样品，这就不仅要求气溶胶取样装置能够自动完成多个样品的取样和封装，还要求在特定地点将物体表面或目标地点地面上的物质形成气溶胶并被采样。目前尚没有满足以上技术要求的技术或装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可实现自动取样的气溶胶样品取样装置，以解决现有取样装置不能同时既满足能够自动完成多个样品的取样和封装，又满足在特定地点将物体表面或目标地点地面上的粉尘物质形成气溶胶并被采样使用要求的技术问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种可实现自动取样的气溶胶样品取样装置，其特殊之处在于：包括滤材装卸单元、气体回路单元、多个滤材单元以及多个滤材堵头；所述滤材装卸单元包括转盘单元、滤材储存管、滤材堵头储存管、滤材回收管、滤材驱动电机、堵头驱动电机以及滤材回收电机；所述转盘单元包括后保护罩、前保护罩、转盘以及转盘驱动电机；所述前保护罩与后保护罩固连围成空腔；转盘设置在所述空腔内；后保护罩的后端面、转盘的盘面以及前保护罩的前端面三者平行；定义用所述滤材堵头封堵所述滤材单元后，形成的组合部件为封闭滤材单元；所述空腔沿前后方向的尺寸大小与封闭滤材单元的高度尺寸相适配；所述转盘驱动电机安装在后保护罩上，其输出轴垂直穿过后保护罩的后端面后，与转盘连接；在所述转盘的盘面上，垂直设置有大小相等的四个通孔，且该四个通孔以转盘驱动电机的输出轴为中心，沿圆周均匀布放；所述四个通孔的径向尺寸与封闭滤材单元的径向尺寸相适配；在所述前保护罩的前端面上，垂直设置有与所述四个通孔分别对应同轴的且沿顺时针方向或逆时针方向依次排布的滤材单元载入孔、在线过滤孔、滤材封堵孔以及滤材卸载孔；所述滤材储存管、滤材堵头储存管以及滤材回收管均设置在转盘单元的前方一侧，三者对应地分别与滤材单元载入孔、滤材封堵孔以及滤材卸载孔同轴设置，且三者均与前保护罩固连；所述滤材驱动电机和堵头驱动电机分别设置在滤材储存管和滤材堵头储存管的内腔中或其远离转盘单元的一端；所述滤材回收电机安装在后保护罩上，其输出轴垂直穿过后保护罩的后端面，指向滤材卸载孔并与其同轴；所述气体回路单元包括导流罩、第一进气管、外密封头、内密封头、第二进气管、气泵、出气管以及锥形喷气口；所述第一进气管前端与导流罩连接，后端通过外密封头与前保护罩连接，且与在线过滤孔同轴；所述第二进气管的前端通过内密封头与后保护罩连接，后端与气泵的进气口连接；所述内密封头与外密封头同轴设置；所述气泵的出气口通过出气管与锥形喷气口连接；所述多个滤材单元依次设置在滤材储存管中，且滤材单元与滤材堵头配合一端指向前方；所述滤材单元可在滤材驱动电机的推动下向转盘一侧移动；所述滤材单元的高度尺寸大于转盘的厚度尺寸，并与所述外密封头与内密封头之间间隔的距离相适配；所述多个滤材堵头依次设置在滤材堵头储存管中，且滤材堵头与滤材单元配合一端指向后方；所述滤材堵头可在堵头驱动电机的推动下向转盘一侧移动；所述滤材回收电机可推动封闭滤材单元向滤材回收管中移动。进一步地，所述滤材单元包括滤材基座、滤材支撑网、滤材以及滤材压紧环；所述滤材基座为筒状，且本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可实现自动取样的气溶胶样品取样装置，其特征在于：/n包括滤材装卸单元、气体回路单元、多个滤材单元(24)以及多个滤材堵头(29)；/n所述滤材装卸单元包括转盘单元(4)、滤材储存管(5)、滤材堵头储存管(7)、滤材回收管(6)、滤材驱动电机(13)、堵头驱动电机(12)以及滤材回收电机(8)；/n所述转盘单元(4)包括后保护罩(17)、前保护罩(18)、转盘(19)以及转盘驱动电机(9)；所述前保护罩(18)与后保护罩(17)固连围成空腔；转盘(19)设置在所述空腔内；后保护罩(17)的后端面、转盘(19)的盘面以及前保护罩(18)的前端面三者平行；定义用所述滤材堵头(29)封堵所述滤材单元(24)后，形成的组合部件为封闭滤材单元(30)；所述空腔沿前后方向的尺寸大小与封闭滤材单元(30)的高度尺寸相适配；所述转盘驱动电机(9)安装在后保护罩(17)上，其输出轴垂直穿过后保护罩(17)的后端面后，与转盘(19)连接；/n在所述转盘(19)的盘面上，垂直设置有大小相等的四个通孔(20、21、22、23)，且该四个通孔(20、21、22、23)以转盘驱动电机(9)的输出轴为中心，沿圆周均匀布放；所述四个通孔(20、21、22、23)的径向尺寸与封闭滤材单元(30)的径向尺寸相适配；/n在所述前保护罩(18)的前端面上，垂直设置有与所述四个通孔(20、21、22、23)分别对应同轴的且沿顺时针方向或逆时针方向依次排布的滤材单元载入孔、在线过滤孔、滤材封堵孔以及滤材卸载孔；/n所述滤材储存管(5)、滤材堵头储存管(7)以及滤材回收管(6)均设置在转盘单元(4)的前方一侧，三者对应地分别与滤材单元载入孔、滤材封堵孔以及滤材卸载孔同轴设置，且三者均与前保护罩(18)固连；/n所述滤材驱动电机(13)和堵头驱动电机(12)分别设置在滤材储存管(5)和滤材堵头储存管(7)的内腔中或其远离转盘单元(4)的一端；/n所述滤材回收电机(8)安装在后保护罩(17)上，其输出轴垂直穿过后保护罩(17)的后端面，指向滤材卸载孔并与其同轴；/n所述气体回路单元包括导流罩(14)、第一进气管(201)、外密封头(15)、内密封头(16)、第二进气管(202)、气泵(1)、出气管(3)以及锥形喷气口(11)；/n所述第一进气管(201)前端与导流罩(14)连接，后端通过外密封头(15)与前保护罩(18)连接，且与在线过滤孔同轴；所述第二进气管(202)的前端通过内密封头(16)与后保护罩(17)连接，后端与气泵(1)的进气口连接；所述内密封头(16)与外密封头(15)同轴设置；所述气泵(1)的出气口通过出气管(3)与锥形喷气口(11)连接；/n所述多个滤材单元(24)依次设置在滤材储存管(5)中，且滤材单元(24)与滤材堵头(29)配合一端指向前方；所述滤材单元(24)可在滤材驱动电机(13)的推动下向转盘(19)一侧移动；/n所述滤材单元(24)的高度尺寸大于转盘(19)的厚度尺寸，并与所述外密封头(15)与内密封头(16)之间间隔的距离相适配；/n所述多个滤材堵头(29)依次设置在滤材堵头储存管(7)中，且滤材堵头(29)与滤材单元(24)配合一端指向后方；所述滤材堵头(29)可在堵头驱动电机(12)的推动下向转盘(19)一侧移动；/n所述滤材回收电机(8)可推动封闭滤材单元(30)向滤材回收管(6)中移动。/n...
【技术特征摘要】
1.一种可实现自动取样的气溶胶样品取样装置，其特征在于：
包括滤材装卸单元、气体回路单元、多个滤材单元(24)以及多个滤材堵头(29)；
所述滤材装卸单元包括转盘单元(4)、滤材储存管(5)、滤材堵头储存管(7)、滤材回收管(6)、滤材驱动电机(13)、堵头驱动电机(12)以及滤材回收电机(8)；
所述转盘单元(4)包括后保护罩(17)、前保护罩(18)、转盘(19)以及转盘驱动电机(9)；所述前保护罩(18)与后保护罩(17)固连围成空腔；转盘(19)设置在所述空腔内；后保护罩(17)的后端面、转盘(19)的盘面以及前保护罩(18)的前端面三者平行；定义用所述滤材堵头(29)封堵所述滤材单元(24)后，形成的组合部件为封闭滤材单元(30)；所述空腔沿前后方向的尺寸大小与封闭滤材单元(30)的高度尺寸相适配；所述转盘驱动电机(9)安装在后保护罩(17)上，其输出轴垂直穿过后保护罩(17)的后端面后，与转盘(19)连接；
在所述转盘(19)的盘面上，垂直设置有大小相等的四个通孔(20、21、22、23)，且该四个通孔(20、21、22、23)以转盘驱动电机(9)的输出轴为中心，沿圆周均匀布放；所述四个通孔(20、21、22、23)的径向尺寸与封闭滤材单元(30)的径向尺寸相适配；
在所述前保护罩(18)的前端面上，垂直设置有与所述四个通孔(20、21、22、23)分别对应同轴的且沿顺时针方向或逆时针方向依次排布的滤材单元载入孔、在线过滤孔、滤材封堵孔以及滤材卸载孔；
所述滤材储存管(5)、滤材堵头储存管(7)以及滤材回收管(6)均设置在转盘单元(4)的前方一侧，三者对应地分别与滤材单元载入孔、滤材封堵孔以及滤材卸载孔同轴设置，且三者均与前保护罩(18)固连；
所述滤材驱动电机(13)和堵头驱动电机(12)分别设置在滤材储存管(5)和滤材堵头储存管(7)的内腔中或其远离转盘单元(4)的一端；
所述滤材回收电机(8)安装在后保护罩(17)上，其输出轴垂直穿过后保护罩(17)的后端面，指向滤材卸载孔并与其同轴；
所述气体回路单元包括导流罩(14)、第一进气管(201)、外密封头(15)、内密封头(16)、第二进气管(202)、气泵(1)、出气管(3)以及锥形喷气口(11)；
所述第一进气管(201)前端与导流罩(14)连接，后端通过外密封头(15)与前保护罩(18)连接，且与在线过滤孔同轴；所述第二进气管(202)的前端通过内密封头(16)与后保护罩(17)连接，后端与气泵(1)的进气口连接；所述内密封头(16)与外密封头(15)同轴设置；所述气泵(1)的出气口通过出气管(3)与锥形喷气口(11)连接；
所述多个滤材单元(24)依次设置在滤材储存管(5)中，且滤材单...
【专利技术属性】
技术研发人员：李雪松，余功硕，李志明，梁建峰，徐江，倪建忠，凡金龙，
申请(专利权)人：西北核技术研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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