一种超大流量气溶胶采样检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超大流量气溶胶采样检测系统，包括：控制纠错模块

【技术实现步骤摘要】
一种超大流量气溶胶采样检测系统


[0001]本专利技术涉及环境监测设备领域，具体涉及一种超大流量气溶胶采样检测系统
。

技术介绍

[0002]气溶胶是以固体或液体为分散质，以气体为分散介质所形成的溶胶，是环境监测和研究中重点关注的对象之一
。
根据环保总局发布的技术要求，按采样流量将气溶胶采样器分为工作点流量
6m3/h
的中流量采样器和工作点流量
63m3/h
的大流量采样器
。
然而，若待测污染物浓度更低，则需要采样器提供的采样流量至少超过
450m3/h
，一般将满足此采样流量的气溶胶采样器称为超大流量气溶胶采样器
。
[0003]现有的超大流量气溶胶采样设备主要存在以下几个问题：首先，现有设备自动化程度低，难以在无人值守的工作条件下保持长时间运行，一旦在工作过程中出现了设计流程以外的错误，往往只能依靠人工辅助以解决问题继续工作
。
其次，现有设备往往只实现气溶胶采样这一单一功能，采集得到的样本需要配合其他外部设备或者送往专业机构才能完成测试
、
分析，在实际应用中往往使得作业愈加繁复，缺乏适用性
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种超大流量气溶胶采样检测系统，能够一体化实现超大流量气溶胶采样和检测，并保证在长时间无人值守的情况下正常工作
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：
[0006]一种超大流量气溶胶采样检测系统，包括：控制纠错模块
、
载板转运模块
、
采样模块
、
检测模块和滤膜转运模块；
[0007]所述控制纠错模块判断
、
控制并记录所述采样模块
、
所述检测模块
、
所述载板转运模块和所述滤膜转运模块的工作状态，同时通过设置传感器实现故障的识别；
[0008]所述载板转运模块运载承载滤膜的载板，将载板在位于所述采样模块的采集工位
、
位于所述检测模块的检测工位和位于所述滤膜转运模块的上下料工位之间进行转运；
[0009]所述采样模块将气溶胶从空气中采样至载板承载的滤膜上；
[0010]所述检测模块实现对滤膜上的目标成分检测；
[0011]所述滤膜转运模块实现滤膜从上料区至载板的转运，以及从载板至下料区的转运
。
[0012]较佳地，所述控制纠错模块，包括：中央处理器
、
功能传感器组
、
原点传感器组和保险传感器组；所述功能传感器组
、
所述原点传感器组和所述保险传感器组的输出接入所述中央处理器；所述中央处理器控制并记录所述采样模块
、
所述检测模块
、
所述载板转运模块和所述滤膜转运模块的工作状态；
[0013]所述功能传感器组包括：分别安装于所述采集工位
、
所述检测工位和所述上下料工位，用于判断载板是否到位的工位传感器组；以及安装于所述上下料工位，用于检测载板上对应位置的滤膜存在与否的滤膜传感器组；以及安装于所述滤膜转运模块中用于判断所
需转运的滤膜位置的抓取判断传感器；
[0014]所述保险传感器组中的传感器和功能传感器一一对应且相邻安装，作为对应功能传感器的备用传感器；
[0015]所述原点传感器组包括分别设置在所述载板转运模块
、
所述检测模块和所述滤膜转运模块各自的运动机构中的原点传感器；在系统每轮采样作业开始时，由所述原点传感器判断相应的运动机构相对于设定的参考原点的相对位置，以得到校正的位置信息，并将校正的位置信息输出给所述中央处理器，用于位置纠偏
。
[0016]较佳地，所述载板转运模块，包括：第一载板
、
第二载板和载板平移结构；所述载板平移结构承载并转运所述第一载板和所述第二载板，使所述第一载板和所述第二载板在所述采集工位
、
所述检测工位
、
所述上下料工位之间依次循环运动，即当第一载板进行上下料作业时，第二载板同时进行检测作业并在完成后等待；当第一载板进行采样作业时，第二载板同时进行上下料作业并在完成后等待；当第一载板进行检测作业时，第二载板同时进行采样作业，第一载板在完成检测作业后等待；所述第一载板和所述第二载板为结构相同的金属板，所述第一载板和所述第二载板的上表面设置滤膜凹槽用以承载滤膜，每个滤膜凹槽又分别开以镂空以使空气穿过滤膜
。
[0017]较佳地，所述载板平移结构通过伺服电机连接减速机再由同步带传动，驱动第一载板和第二载板在水平方向运动；所述载板平移结构通过伺服电机直接驱动第一载板和第二载板在竖直方向运动
。
[0018]较佳地，所述滤膜转运模块，包括：供料盒
、
机械手结构
、
样品盒和贮存室；所述供料盒作为所述上料区，当载板位于所述上下料工位且其上没有滤膜时，由所述机械手结构将所述供料盒中预装载的滤膜抓取安放在载板上；当载板再次回到所述上下料工位时，由所述机械手结构将预先准备好的样品盒作为所述下料区，将载板上的滤膜全部取下放入样品盒后，所述机械手结构将此时装有滤膜的样品盒移入所述贮存室以保存或进一步检测
。
[0019]较佳地，所述机械手结构，由用于实现抓取功能的抓取机构和用于实现三轴方向运动的三轴联动机构组成；所述抓取结构安装于所述三轴联动机构的运动端；所述抓取机构由用于吸取滤膜的真空吸盘和用于夹取样品盒的夹爪组成；所述真空吸盘根据滤膜尺寸决定其数目和排列；所述三轴联动机构以伺服电机组作为动力，以沿三轴方向设置的直线导轨作为运动约束，以直线轴承连接于所述抓取机构，实现对滤膜和样品盒的三轴方向上的搬运
。
[0020]较佳地，所述采样模块包括：上风箱
、
下风箱
、
高压风机
、
采样头
、
排风管
、
流量计和变频器；
[0021]所述高压风机提供驱动力将气体从所述采样头抽入所述上风箱，气体经过载板和载板上的滤膜进入所述下风箱，后由所述排风管排出；
[0022]当进行采样作业时，所述上风箱和所述下风箱组成除了所述采样头和所述排风管两个连通口外保持气密的腔体；所述流量计安装于所述采样头内，测试当前流经所述采样模块的气体的流量作为采样流量真实值，并输出至所述控制纠错模块；所述控制纠错模块根据采样流量真实值与设定的采样流量要求控制所述变频器，所述变频器调节所述高压风机的工作频率
。
[0023]较佳地，所述检测模块包括：检测仪组和检测仪升降结构；
[0024]所述检测仪组，根据待检测的目标物质不同而调整设置；所述检测仪组安装在所述检测仪升降结构中，位于所述检测工位正上方；所述检测仪升降结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超大流量气溶胶采样检测系统，其特征在于，包括：控制纠错模块
、
载板转运模块
、
采样模块
、
检测模块和滤膜转运模块；所述控制纠错模块判断
、
控制并记录所述采样模块
、
所述检测模块
、
所述载板转运模块和所述滤膜转运模块的工作状态，同时通过设置传感器实现故障的识别；所述载板转运模块运载承载滤膜的载板，将载板在位于所述采样模块的采集工位
、
位于所述检测模块的检测工位和位于所述滤膜转运模块的上下料工位之间进行转运；所述采样模块将气溶胶从空气中采样至载板承载的滤膜上；所述检测模块实现对滤膜上的目标成分检测；所述滤膜转运模块实现滤膜从上料区至载板的转运，以及从载板至下料区的转运
。2.
如权利要求1所述的超大流量气溶胶采样检测系统，其特征在于，所述控制纠错模块，包括：中央处理器
、
功能传感器组
、
原点传感器组和保险传感器组；所述功能传感器组
、
所述原点传感器组和所述保险传感器组的输出接入所述中央处理器；所述中央处理器控制并记录所述采样模块
、
所述检测模块
、
所述载板转运模块和所述滤膜转运模块的工作状态；所述功能传感器组包括：分别安装于所述采集工位
、
所述检测工位和所述上下料工位，用于判断载板是否到位的工位传感器组；以及安装于所述上下料工位，用于检测载板上对应位置的滤膜存在与否的滤膜传感器组；以及安装于所述滤膜转运模块中用于判断所需转运的滤膜位置的抓取判断传感器；所述保险传感器组中的传感器和功能传感器一一对应且相邻安装，作为对应功能传感器的备用传感器；所述原点传感器组包括分别设置在所述载板转运模块
、
所述检测模块和所述滤膜转运模块各自的运动机构中的原点传感器；在系统每轮采样作业开始时，由所述原点传感器判断相应的运动机构相对于设定的参考原点的相对位置，以得到校正的位置信息，并将校正的位置信息输出给所述中央处理器，用于位置纠偏
。3.
如权利要求1或2所述的超大流量气溶胶采样检测系统，其特征在于，所述载板转运模块，包括：第一载板
、
第二载板和载板平移结构；所述载板平移结构承载并转运所述第一载板和所述第二载板，使所述第一载板和所述第二载板在所述采集工位
、
所述检测工位
、
所述上下料工位之间依次循环运动，即当第一载板进行上下料作业时，第二载板同时进行检测作业并在完成后等待；当第一载板进行采样作业时，第二载板同时进行上下料作业并在完成后等待；当第一载板进行检测作业时，第二载板同时进行采样作业，第一载板在完成检测作业后等待；所述第一载板和所述第二载板为结构相同的金属板，所述第一载板和所述第二载板的上表面设置滤膜凹槽用以承载滤膜，每个滤膜凹槽又分别开以镂空以使空气穿过滤膜
。4.
如权利要求3所述的超大流量气溶胶采样检测系统，其特征在于，所述载板平移结构通过伺服电机连接减速机再由同步带传动，驱动第一载板和第二载板在水平方向运动；所述载板平移结构通过伺服电机直接驱动第一载板和第二载板在竖直方向运动
。5.
如权利要求1或2所述的超大流量气溶胶采样检测系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许润涛，黄小虎，周峰博，
申请(专利权)人：中勍科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：