一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置及方法，包括：外壳，外壳侧面安装有箱门；粉尘元素探测机构，粉尘元素探测机构包括固定连接在外壳内的检测腔体，检测腔体内滑动连接有检测组件，检测组件电性连接有数据分析终端；过滤组件，检测组件与过滤组件对应设置；进气机构，进气机构的顶端伸出外壳，且进气机构的底端与过滤组件对应设置；排气机构，排气机构的顶端与过滤组件的底端固定连接，排气机构的底端贯穿外壳的底端伸出外壳；粉尘质量探测机构，粉尘质量探测机构安装在排气机构上。本发明专利技术能够实时对作业场所空气中粉尘的元素成分和质量浓度进行在线检测，通过进气机构的设置满足不同作业现场的测量要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及作业环境检测安全评价领域，特别是涉及一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置及方法。

技术介绍

[0002]粉尘是一种分散相气溶胶，工矿企业在生产活动中，会产生大量粉尘，如钻眼、爆破、掘进截割、放顶煤、破碎、选矿、筛选和矿石产品运输等。粉尘是职业病的主要致病因素之一，作业人员长期暴露高浓度粉尘环境中，会吸入大量微细粉尘，严重危害人体健康，引发煤肺病和煤硅肺病等职业病。为保障劳动者的生命健康，作为职业卫生工作中十分重要的一环，必须对生产性粉尘进行检测和治理。
[0003]作业环境中的粉尘质量浓度值是判断防降尘措施效果、考察作业人员接尘情况的主要手段。目前，国内外常用的粉尘质量浓度检测方法主要有滤膜称重法、β射线法、光散射法、石英晶体微天平法等。
[0004]在检测粉尘质量浓度时，β射线法仪器结构较复杂，粉尘浓度较低时，测量时间较长；光散射法的测量准确度易受到粉尘颜色的影响，需针对待测粉尘均用滤膜法测得颜色校正系数，以修正测量结果，操作复杂；石英晶体微天平法的检测机理是物质在石英晶片表面的吸附，因此其作为检测部件的石英晶片及其表面选择性涂层存在可重复利用率低的缺陷。在测量粉尘元素时，ICP
‑
MS法虽然灵敏度高，但分析样本量大，设备昂贵，运行成本高；LIBS法则存在仪器成本较高、基体效应大、检出限较高的问题，且准确性、精确性受样品的均匀性及激光器激发特性影响较大；AAS法可以直接检测出含量在ppm或ppb级的微量元素，但存在样品中其它元素对待测元素的光谱干扰问题；AFS法检测限低、灵敏度搞，但原子荧光强度较低，需要用高强度的激发光源，才能得到测定所需的荧光强度。
[0005]基于上述原因，本专利技术提供一种可以精确、同步获取粉尘的质量浓度和元素成分信息，以计算出粉尘中待测元素浓度的装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置及方法，以解决现有技术存在的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，包括：
[0008]外壳，所述外壳侧面安装有箱门；
[0009]粉尘元素探测机构，所述粉尘元素探测机构安装在所述外壳内，所述粉尘元素探测机构包括固定连接在所述外壳内的检测腔体，所述检测腔体内通过滑动组件滑动连接有检测组件，所述检测组件电性连接有数据分析终端；
[0010]过滤组件，所述过滤组件设置在所述检测腔体内，所述检测组件与所述过滤组件对应设置；
[0011]进气机构，所述进气机构通过所述滑动组件竖向滑动连接在所述检测腔体内，所述进气机构的顶端伸出所述外壳，且所述进气机构的底端与所述过滤组件对应设置；
[0012]排气机构，所述排气机构的顶端与所述过滤组件的底端固定连接，所述排气机构的底端贯穿所述外壳的底端伸出所述外壳；
[0013]粉尘质量探测机构，所述粉尘质量探测机构安装在所述排气机构上，且所述粉尘质量探测机构与所述数据分析终端电性连接。
[0014]根据本专利技术提供的粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，所述检测组件包括X射线荧光光谱仪，所述检测腔体内设置有XRF探头，所述XRF探头通过所述滑动组件滑动连接在所述检测腔体内，所述X射线荧光光谱仪与所述XRF探头电性连接，所述X射线荧光光谱仪与所述数据分析终端电性连接。
[0015]根据本专利技术提供的粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，所述进气机构包括进气管道，所述进气管道竖向设置，所述进气管道的顶端贯穿所述外壳顶壁伸出，且所述进气管道的顶端安装有粒径切割器，所述进气管道通过所述滑动组件滑动连接在所述检测腔体内，所述进气管道的底端与所述过滤组件对应设置，所述进气管道上安装有干燥管，所述进气管道底端设置有汇聚喷头。
[0016]根据本专利技术提供的粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，所述过滤组件包括设置在所述检测腔体内的膜架，所述膜架的顶端放置有滤膜，所述排气机构与所述膜架的底端固定连接，所述XRF探头、所述进气管道均与所述滤膜对应设置。
[0017]根据本专利技术提供的粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，所述滑动组件包括固定连接在所述检测腔体内的电动滑轨，所述电动滑轨上滑动连接有滑块，所述XRF探头、所述进气管道分别与所述滑块固定连接。
[0018]根据本专利技术提供的粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，所述排气机构包括振荡管，所述振荡管的顶端与所述膜架的底端固定连接，所述检测腔体的底端固定连接有TEOM底座，所述振荡管的底端穿过所述TEOM底座并固定连通有出气管道，所述出气管道的底端从所述外壳底部伸出，所述出气管道伸出所述外壳的一端安装有过滤器，所述出气管道沿排气方向依次设置有流量控制器、气泵，所述流量控制器和所述气泵均设置在所述外壳内。
[0019]根据本专利技术提供的粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，所述粉尘质量探测机构包括设置在所述振荡管外壁的磁钢，所述磁钢设置有两个，两所述磁钢对称设置，所述磁钢位于所述检测腔体内，所述检测腔体底端外壁设置有驱动激励线圈，所述驱动激励线圈与所述磁钢对应设置，所述驱动激励线圈上设置有磁电式速度传感器，所述磁电式速度传感器与所述数据分析终端电性连接。
[0020]根据本专利技术提供的粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，所述外壳内安装有压差计，所述压差计的压差探头分别安装在所述振荡管、所述进气管道上。
[0021]根据本专利技术提供的粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，所述外壳内安装有锂电池，所述粉尘元素探测机构、所述排气机构、所述压差计均与所述锂电池电性连接。
[0022]一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测方法，包括如下步骤：
[0023]步骤一，待测环境中的空气经进气机构喷入，气流中的粉尘沉积在过滤组件上，气
体经过排气机构排出；
[0024]步骤二，粉尘质量探测机构收集相关数据计算出粉尘的质量浓度C
T1
，并将其并输出保存至数据分析终端；
[0025]步骤三，滑动组件带动粉尘元素探测机构移动至过滤组件的上方，探测粉尘样品的元素成分信息及其含量α
X1
，通过公式C1＝C
T1
·
α
X1
，即可得出粉尘中待测元素的浓度C1，之后滑动组件带动粉尘元素探测机构恢复原位；
[0026]步骤四，重复步骤二和步骤三以获取C2、C3、C4等数据并将数据传输至数据分析终端进行分析，实现粉尘中元素成分及质量浓度的实时在线检测；
[0027]步骤五，停止进气，关闭粉尘元素探测机构、进气机构、排气机构和粉尘质量探测机构，打开箱门将过滤组件取出更换，以备下一次检测使用。
[0028]本专利技术公开了以下技术效果：
[0029]1)本专利技术使用时，待测环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，其特征在于，包括：外壳(24)，所述外壳(24)侧面安装有箱门(25)；箱门(25)上设置有扣拉式把手(26)；粉尘元素探测机构，所述粉尘元素探测机构安装在所述外壳(24)内，所述粉尘元素探测机构包括固定连接在所述外壳(24)内的检测腔体(28)，所述检测腔体(28)内通过滑动组件滑动连接有检测组件，所述检测组件电性连接有数据分析终端；外壳(24)内安装有控制器，控制器与数据分析终端电性连接；过滤组件，所述过滤组件设置在所述检测腔体(28)内，所述检测组件与所述过滤组件对应设置；进气机构，所述进气机构通过所述滑动组件竖向滑动连接在所述检测腔体(28)内，所述进气机构的顶端伸出所述外壳(24)，且所述进气机构的底端与所述过滤组件对应设置；排气机构，所述排气机构的顶端与所述过滤组件的底端固定连接，所述排气机构的底端贯穿所述外壳(24)的底端伸出所述外壳(24)；粉尘质量探测机构，所述粉尘质量探测机构安装在所述排气机构上，且所述粉尘质量探测机构与所述数据分析终端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，其特征在于，所述检测组件包括X射线荧光光谱仪(12)，所述检测腔体(28)内设置有XRF探头(9)，所述XRF探头(9)通过所述滑动组件滑动连接在所述检测腔体(28)内，所述X射线荧光光谱仪(12)与所述XRF探头(9)电性连接，所述X射线荧光光谱仪(12)与所述数据分析终端电性连接。3.根据权利要求2所述的一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，其特征在于，所述进气机构包括进气管道(2)，所述进气管道(2)竖向设置，所述进气管道(2)的顶端贯穿所述外壳(24)顶壁伸出，且所述进气管道(2)的顶端安装有粒径切割器(1)，所述进气管道(2)通过所述滑动组件滑动连接在所述检测腔体(28)内，所述进气管道(2)的底端与所述过滤组件对应设置，所述进气管道(2)上安装有干燥管(3)，所述进气管道(2)底端设置有汇聚喷头(6)。4.根据权利要求3所述的一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，其特征在于：所述过滤组件包括设置在所述检测腔体(28)内的膜架(8)，所述膜架(8)的顶端放置有滤膜(7)，所述排气机构与所述膜架(8)的底端固定连接，所述XRF探头(9)、所述进气管道(2)均与所述滤膜(7)对应设置。5.根据权利要求3所述的一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，其特征在于，所述滑动组件包括固定连接在所述检测腔体(28)内的电动滑轨(4)，所述电动滑轨(4)上滑动连接有滑块(5)，所述XRF探头(9)、所述进气管道(2)分别与所述滑块(5)固定连接。6.根据权利要求4所述的一种粉尘中元素成分及质量浓度在线实时检测装置，其特征在于，所述排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑丽娜，冯温婷，周福宝，陈超，刘凌妤，惠明星，郭强，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：