[实用新型]智能粉尘采样器

说明书

智能粉尘采样设备是用于气体环境监测和检定各种粉尘测量仪器的计量，测试标准装置，属计量仪器技术领域。

现有的同类粉尘测量仪由抽气泵，小型转子流量计，采样头等组成。虽然结构简单，携带方便，但由于其流量计易受环境和滤膜上的粉尘的影响，而降低测量的精确度，并存在着测试项目少，自动化程度低和应用范围窄等不足。

本实用新型的目的在于采用传感器和微机电子技术，并改进采样头结构，以提高气体采样检测设备的精确度并可对流量，时间、压力、温度等实施自动计量，使其具有监测各种气体环境，检定各种同类设备和测量负压状态下气体流量等多种功能。

该采样设备的整体结构是：气源箱（1）、发尘箱（4），分别通过主管（2）和发尘管（5）与测尘室（12）连接。装置在发尘箱下的消音箱（3）通过软管（6）与采样器管（17）联接，在采样器管上依次安装压力传感器（7）、气体流量传感器（8）、压力传感器（9）和温度传感器（10）再由缩经管（11）与测量室（12）联通。粉尘采样器（14）由软管（13）和测尘室联接。

其中的智能气体流量积算仪（15）的输入端分别与各传感器的输出端联接组成气体体积计量装置。

采样器（14）为双采样口式采样头，并采用双层滤膜式结构。

智能气体流量积算仪由主机板（24），输入、输出接口板（19）（27）、控制器（31）（35），显示器（28）（29）和电源组成。

其中：气体流量传感器（36）输出的脉冲经输入接口板（19）上的反相器（34）、整形器（33）、输入主机板上的脉冲计数仪器（26）。温度传感器（18）和压力传感器（31）的输出讯号分别经输入接口板（19）上的运算放大器（20），电压变换器（21），模拟开关器（22），再通过A／D转换器（23）输入主机板上的温度压力补偿运算器（25）。

积算仪还配置有采样启仃控制器（35），键盘控制器（31），分别与主机板上的“工作时钟”接口，动态扫描式IC芯片联接。该仪器的两个显示器（29）（28）分别与主机板上的累计流量计算器（30）、温度压力补偿器（25）的输出端连接，用于显示采样时间，瞬时流量，累积流量和压力温度数值。它的电源是三端直流稳压电源做为各传感器和积算仪各用电部件的供电设备。

采样设备的采样器中装置着双采样口式采样头，均为双层滤膜式结构，双层滤膜（39）分别被两个滤膜压紧螺母（38）（43）夹置在圆柱状滤膜夹（40）内的圆环状凸沿（42）两侧。滤膜下面的（41）、（44）为橡胶环垫，滤膜夹及压紧螺母由尼龙、硬质塑料或金属材料制成。

本实用新型的附图是：

图1为采样设备的整机结构示意图；

图2为智能积算流量仪的结构框图；

图3为采样头的剖面示意图。

结合附图，对该采样设备的工作原理简要说明如下：

1、整机测量原理：根据热力学定律，输入管道中气体的温度、压力和体积满足关系式：V_N＝ (P_sT_N)/(P_NT_S) V_S（其中Ps、Ts、Vs和P_N、T_N、V_N分别表示工作状态和标准状态下被测气体的压力、温度和体积）。由于管道气体流经流量传感器时所发出的电脉冲频率与气体的流量成正比，智能流量积算仪中的主机芯片，将依据反映V_N表达式的程序，对各传感器输入的电讯号进行放大、运算和数据处理，分别由6位显示器显示时间和累积流量，4位显示器显示压力、温度数值。键盘控制器和采样启仃控制器可分别控制积算仪的显示内容和工作状态。

2、智能流量积算仪的结构及工作原理：由于流量测量是在负压下进行，并且其数值因滤膜上不断粘附粉尘而随时变化，为了精确测量随时变化的气体流量，采用以MCS－51单片机为主，组装智能流量积算仪，即能以每间隔10秒对流量进行跟踪修正。其主机芯片为8031，8031外接6M晶振器，作为单片机的“工作时钟”，其外部INT接采样器启仃控制开关（35）与键盘控制器（31）和六位显示器（29）联接IC芯片为8155。六位显示器用于显示采样时间，瞬时流量和累积流量。以8279可编程（IC片）四位显示器接口芯片（28）做为主机的外围接口来管理和显示温度压力。

输入接口板（19）上的反相器、整形器、运算放大器、电压交换器、模拟开关器、A／D转换器组成输入接口电路。各元器件为常规的IC芯片，接收各传感器输出的脉冲及电流、电压信号。