本发明专利技术提供一种基于微振荡法测量颗粒物质量的装置其包括：振荡器，所述振荡器上滤膜托盘，所述滤膜托盘上设有允许气流通过的滤膜；驱动单元，所述驱动单元驱动所述振荡器振动；频率检测单元，所述频率检测单元包括光源、反光面和光线监测装置，所述反光面位于所述滤膜托盘上，所述反光面将所述光源发出的平行光反射在所述光线监测装置上，所述光线监测装置用于检测所述反光面上反射光的振动频率和平衡点位置。该测量颗粒物质量的装置通过检测反射光的振荡频率来确定振荡器的频率，这样可有效避免电信号等外界干扰对测量结果的影响，而且利用反射面可有效地放大振荡，使测量结果更加的精确。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测量颗粒物质量的装置，特别是涉及一种基于微振荡法测量颗粒物质量的装置。
技术介绍
颗粒物是大气中的主要污染物之一。其中总悬浮颗粒物是指粒径从0.1 μπι至 100 μ m以液体、固体或液体和固体结合存在并悬浮于空气介质中的颗粒物，是评价大气质量的常用指标；可吸入颗粒物是指粒径< 10 μ m的颗粒物，特别是粒径< 2.5 μ m的颗粒物， 其粒径小，富含大量的有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，被称为大气污染的元凶。粒径彡2.5μπι的颗粒物还会干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。目前对大气微小颗粒物，如ΡΜ10、ΡΜ2.5的检测和分析方法已经发展了很多种，目前常用的方法有人工滤膜称重法、光散射法、压电晶体法、β射线法和振荡天平法。其中振荡天平法能够对大气颗粒物进行实时监测、且测量精度高、环境适应能力强等特点在环境监测领域被广泛使用。振荡天平法中最普遍的为微量石英振荡天平。该方法通过在质量传感器内使用一个石英空心锥形管，在空心锥形管顶端安放可更换的滤膜托盘，并用霍尔元件测量其振荡频率。当采样气流通过滤膜，其中满足称量条件的颗粒物沉积在滤膜上，使振荡单元的频率发生改变。通过对频率的测量并考虑现场环境温度和气压即可以计算出该时段的颗粒物标态质量浓度。此外美国专利(5684276 (US), Micromechanical oscillating mass balance)和(5946795 (US), Method of manufacturing a micromechanical oscillating mass balance)设计了水平摆动的结构，通过把颗粒物沉积到一个复合的梁结构上，然后测量其共振的频率获得沉积颗粒物的质量。目前这些常用的微小颗粒物质量检测方法都存在着一些不足之处:核心振荡单元多采用石英晶体或者玻璃容易破碎；多数仪器工作条件要在50°C的恒温下；水平横向的振动使得外界气体入口和滤膜托盘接口之间必须保证相对较大的空隙；采用霍尔效应监测振动频率然后利用螺线管产生变化的磁场来推动锥管进行振动会有滞后作用；测量的时候要经过自动增益放大，使确定每次的最大值和最小值的位置有一定的偏差等。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于微振荡法测量颗粒物质量的装置，用于解决现有技术中微小颗粒物质量测量不准确的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于微振荡法测量颗粒物质量的装置其包括:振荡器，所述振荡器上滤膜托盘，所述滤膜托盘上设有允许气流通过的滤膜；驱动单元，所述驱动单元驱动所述振荡器振动；频率检测单元，所述频率检测单元包括光源、反光面和光线监测装置，所述反光面位于所述滤膜托盘 上，所述反光面将所述光源发出的平行光反射在所述光线监测装置上，所述光线监测装置用于检测所述反光面上反射光的振动频率和平衡点位置。优选地，所述频率检测单元与所述驱动单元连接，当反光面上振动的反射光经过平衡点位置时，所述频率检测单元发出反馈信号给所述驱动单元，所述驱动单元发出脉冲信号激励所述振荡器振动。优选地，所述驱动单元包括至少两个磁铁，所述磁铁均匀分布在所述滤膜托盘外周面上，所述滤膜托盘外围设有至少一个电磁螺旋管，所述电磁螺旋管产生的磁场与所述磁铁作用驱动所述滤膜托盘绕轴线旋转摆动。优选地，所述磁铁通过加长杆与所述滤膜托盘连接。 优选地，所述滤膜托盘支撑在震荡柱上，所述震荡柱下端固定在底部支架上。优选地，所述滤膜托盘支撑在震荡柱上，所述震荡柱下端通过弹性机构与底部支架连接。优选地，所述滤膜托盘采用多根震荡柱进行支撑，所述震荡柱通过弹簧与所述底部支架连接，所述底部支架上设有环形槽，所述弹簧位于所述环形槽内。优选地，所述滤膜托盘上方设有固定板，所述滤膜托盘通过震荡柱与所述固定板固定连接。优选地，所述反光面上镀有一层光栅。优选地，所述光线监测装置为线性CXD阵列。如上所述，本专利技术基于微振荡法测量颗粒物质量的装置具有以下有益效果:该测量颗粒物质量的装置在滤膜托盘上设置反光面，光源发出的平行光通过反光面发射在光线监测装置上，当振荡器振荡时通过光线监测装置检测反射光的频率就可确定振荡器的振荡频率，进而根据振荡器的频率变化确定滤膜托盘上沉积颗粒物的质量。该测量颗粒物质量的装置通过检测反射光的振荡频率来确定振荡器的频率，这样可有效避免电信号等外界干扰对测量结果的影响，而且利用反射面可有效地放大振荡，使测量结果更加的精确。附图说明图1为本专利技术第一实施例的结构示意图。图2为本专利技术第二实施例的结构示意图。图3为本专利技术振荡器的实施例结构示意图。图4a为本专利技术震荡柱的第一实施例结构示意图。图4b为本专利技术震荡柱的第二实施例结构示意图。图5a为本专利技术驱动单元的第一实施例结构示意图。图5b为本专利技术驱动单元的第二实施例结构示意图。图5c为本专利技术驱动单元的第三实施例结构示意图。图5d为本专利技术驱动单元的第四实施例结构示意图。图6为本专利技术滤膜托盘实施例的结构示意图。元件标号说明I 振荡器11 滤膜托盘12滤膜13震荡柱14底部支架15弹性机构16固定板17震荡柱2磁铁3电磁螺旋管4反光面5光源6光线监测装置7加长杆具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及 “一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图1所示，本专利技术提供一种基于微振荡法测量颗粒物质量的装置，该装置包括一振荡器1、驱动单元和频率检测单元三部分。振荡器I由滤膜托盘11、震荡柱13组成(如图3所示)，滤膜托盘11上设有安装滤膜的滤膜接口，滤膜接口可以为三角形、四边形、六边形(如图6所示)、八边形或其它的正多边形结构，滤膜接口上设有允许气流通过的滤膜12。滤膜托盘11支撑在数根震荡柱13上，震荡柱13是一种提供振动回复力的弹性单元， 震荡柱13的截面可以是圆形，正方形(如图4b所示)、正三角形(如图4a所示)、椭圆等对称度高的形状。震荡柱13从下向上可以有粗细的变化，例如锥形变化等。振荡柱13上可镂空不同的形状，从而产生大小不同的切向回复力。震荡柱13可以采用钛合金等具有自恢复功能的合金制造，以解决长期工作过程中的微小变形问题。震荡柱13还可以采用杨氏模量在零至五 十摄氏度器件杨氏模量变化很小的合金或者变化基本呈线性的合金，这样也可有效防止震荡柱13变形。振荡柱13的下端设有一底部支架14，震荡柱13可与底部支架14直接固定连接， 也可以通过弹性机构15与底部支架14连接。上述两种结构可根据振荡本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于微振荡法测量颗粒物质量的装置，其特征在于，其包括：振荡器，所述振荡器上滤膜托盘，所述滤膜托盘上设有允许气流通过的滤膜；驱动单元，所述驱动单元驱动所述振荡器振动；频率检测单元，所述频率检测单元包括光源、反光面和光线监测装置，所述反光面位于所述滤膜托盘上，所述反光面将所述光源发出的平行光反射在所述光线监测装置上，所述光线监测装置用于检测所述反光面上反射光的振动频率和平衡点位置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱辉，程平，周振，
申请(专利权)人：昆山禾信质谱技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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