本實用新型涉及氣體分析測量領(lǐng)域，尤其涉及一種全自動氣體粉塵濃度測量設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前市場上常使用的自動氣體粉塵濃度儀大部分采用的是激光、紅外線等基于光學(xué)分析的間接測量技術(shù)，這些技術(shù)方法測量氣體粉塵濃度雖然測量檢測方便快捷，但由于誤差大、重復(fù)性差和易受干擾等原因，不能用于精確分析領(lǐng)域。所以對氣體的粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)測量，目前還停留在依據(jù)GB/T 15432-1995國家標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定的氣體總懸浮顆粒物的測定方法的人工實驗室分析階段。 但是人工分析實驗周期長，操作繁瑣，因此效率低下，只適合在監(jiān)督測量時使用，不能實現(xiàn)在線的、實時的、連續(xù)的和自動的氣體粉塵濃度測量。因此市場上急需一款符合國家標(biāo)準(zhǔn)、能夠?qū)崿F(xiàn)在線自動精確測量的粉塵濃度測量設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種全自動氣體粉塵濃度測量設(shè)備。

本實用新型的具體內(nèi)容如下：一種全自動氣體粉塵濃度測量設(shè)備，包括依次連接的取樣箱，測量箱和控制箱，

所述取樣箱包括取樣管，

所述測量箱包括第一三通球閥、第二三通球閥、精密流量計、密封進氣口、密封反吹口、U型過濾坩堝、工位切換平臺、電子天平、負(fù)壓發(fā)生器和傳動裝置，所述第一三通球閥分別連接取樣管、精密流量計和負(fù)壓發(fā)生器，第二三通球閥分別連接密封反吹口、傳動裝置和負(fù)壓發(fā)生器；密封進氣口連接在精密流量計上；U型過濾坩堝設(shè)置在工位切換平臺的通孔上，U型過濾坩堝的開口與密封進氣口和密封反吹口的大小相適應(yīng)，所述工位切換平臺通過旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)，使U型過濾坩堝分別旋轉(zhuǎn)到密封進氣口下方、密封反吹口下方和電子天平上方；

所述控制箱包括PLC控制器、觸摸顯示屏和高壓風(fēng)機，所述觸摸顯示屏與PLC控制器相連，所述高壓風(fēng)機與負(fù)壓發(fā)生器相連。

其中，取樣管位于被測氣體管道中，通過法蘭盤與第一三通球閥相連，高壓風(fēng)機產(chǎn)生壓縮空氣，壓縮空氣通過負(fù)壓發(fā)生器產(chǎn)生較大的負(fù)壓抽吸力，完成被測氣體的抽吸取樣。第一三通球閥控制取樣管與精密流量計的導(dǎo)通，被測氣體經(jīng)過精密流量計，測得流量。工位切換平臺可切換種工位——粉塵過濾位（即密封進氣口下方），反吹位置（即密封反吹口下方），稱重位置（即電子天平上方）。旋轉(zhuǎn)電機通過驅(qū)動齒輪帶動皮帶輪旋轉(zhuǎn)，皮帶輪與工位切換平臺相連，從而控制工位切換平臺旋轉(zhuǎn)。

旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)工位切換平臺，使U型過濾坩堝旋轉(zhuǎn)到粉塵過濾位，傳動裝置將U型過濾坩堝向上與密封進氣口壓緊，U型過濾坩堝對氣體進行分離過濾，過濾分離后的氣體通過管道從新排入氣體管道中，避免對周邊環(huán)境造成影響。

收集完被測氣體內(nèi)粉塵顆粒的U型濾膜坩堝，由旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動工位切換平臺旋轉(zhuǎn)到稱重位置，通過電子天平完成U型濾膜坩堝重量的稱量?？刂葡鋬?nèi)的PLC控制器將根據(jù)收集粉塵顆粒物前U型濾膜坩堝的重量M、收集粉塵顆粒物后U型濾膜坩堝的重量M和精密流量計測量的被測氣體的流量V三個數(shù)據(jù)，通過公式粉塵濃度X=（M-M）/V自動計算出被測氣體的粉塵濃度。

經(jīng)過電子天平稱量過的U型濾膜坩堝通過工位切換平臺旋轉(zhuǎn)到反吹位置，傳動裝置將U型過濾坩堝向上與密封反吹口壓緊，將收集的粉塵顆粒反吹出U型濾膜坩堝，吹掃干凈的U型濾膜坩堝經(jīng)工位切換平臺旋轉(zhuǎn)到電子天平稱量后，重新旋轉(zhuǎn)到粉塵過濾位分離過濾新的被測氣體，以進入下一個測量循環(huán)。

第一三通球閥可使取樣管在取樣狀態(tài)和反吹狀態(tài)之間切換，反吹取樣管能有效防止取樣管堵塞，讓設(shè)備長期穩(wěn)定運行。

進一步的，所述密封進氣口和密封反吹口為喇叭形設(shè)計。所述U型過濾坩堝為加大口徑設(shè)計，直徑加大，與密封進氣口和密封反吹口的喇叭口大小相適應(yīng)。U型過濾坩堝采用加大口徑設(shè)計，能大大加大過濾膜的過濾面積，減少過濾阻力，加快過濾速度。U型過濾坩堝的配套密封進氣口和密封反吹口都采用喇叭口設(shè)計，便于與U型過濾坩堝的連接密封。

進一步的，所述取樣管包括開口朝下的彎曲部和連接在彎曲部后方的水平部，水平部環(huán)繞有加熱器。被測氣體在取樣管中被加熱器環(huán)繞加熱，可讓被測氣體保持較高溫度，避免被測氣體在低溫時結(jié)露，導(dǎo)致取樣管道堵塞和影響測量精度。同時可以切換第一三通球閥的狀態(tài)，使取樣管在取樣狀態(tài)和反吹狀態(tài)之間切換，反吹取樣管能有效防止取樣管堵塞，讓設(shè)備長期穩(wěn)定運行。取樣管的彎曲部具體結(jié)構(gòu)是一個開口朝下的半圓環(huán)形，水平部接在彎曲部的后方。

進一步的，所述U型過濾坩堝有3個，工位切換平臺上均勻布置有3個通孔，U型過濾坩堝設(shè)置在通孔中?？墒?個U型過濾坩堝在工位切換平臺的旋轉(zhuǎn)下依次進行循環(huán)測量，提高測量效率。

進一步的，所述傳動裝置位于工位切換平臺下方，包括底部固定安裝平臺、導(dǎo)向機構(gòu)、進氣頂桿、升降絲桿、反吹頂桿和升降電機，升降電機安裝在底部固定安裝平臺下方，導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)置在底部固定安裝平臺上方，導(dǎo)向機構(gòu)與進氣頂桿、升降絲桿和反吹頂桿相連，進氣頂桿與第二三通球閥相連。升降絲桿通過升降電機啟動；進氣頂桿和反吹頂桿頂端都設(shè)有用于承托U型過濾坩堝的平臺，平臺的位置都低于工位切換平臺。進氣頂桿位于粉塵過濾位，即密封進氣口的正下方，反吹頂桿位于反吹位置，即密封反吹口的正下方。在工位切換平臺將U型過濾坩堝旋轉(zhuǎn)到粉塵過濾位和反吹位置時，進氣頂桿和反吹頂桿通過升降絲桿向上移動，U型過濾坩堝落在平臺上，再被壓入密封進氣口和密封反吹口，過濾和反吹結(jié)束后進氣頂桿和反吹頂桿再向下移動，使U型過濾坩堝重新回到通孔中，進行下一步工序。進氣頂桿與第二三通球閥相連，能夠?qū)⑦^濾后的壓縮空氣再通過密封反吹口吹出，完成反吹、U型過濾坩堝清塵吹掃的功能。工位切換平臺下方設(shè)置平臺頂桿，平臺頂桿與導(dǎo)向機構(gòu)相連，導(dǎo)向機構(gòu)保證工位切換平臺上下運動。

進一步的，所述電子天平位于工位切換平臺下方，電子天平中央設(shè)有稱重桿，所述稱重桿位于通孔正下方。稱重桿的頂端設(shè)有一用于承接Ｕ型過濾坩堝的平臺，在稱?。招瓦^濾坩堝的重量時，旋轉(zhuǎn)電機控制工位切換平臺旋轉(zhuǎn)，Ｕ型過濾坩堝旋轉(zhuǎn)到電子天平上方，升降電機向下通過絲桿傳動使工位切換平臺向下運動，讓U型過濾坩堝完全落在稱重桿頂端的平臺上，完成U型過濾坩堝的稱重測量。

進一步的，所述PLC控制器數(shù)據(jù)接口與電子天平的數(shù)據(jù)接口通過數(shù)據(jù)電纜相連；I/O接口與升電機、旋轉(zhuǎn)電機、第一三通球閥和第二三通球閥相連。使得PLC控制器能夠準(zhǔn)確讀取電子天平的稱量數(shù)據(jù)和向其發(fā)送控制數(shù)據(jù)；并且完成升降電機的升降控制、旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)控制、第一三通球閥、第二三通球閥的狀態(tài)控制及各種定位開關(guān)的狀態(tài)讀取等功能。

進一步的，所述工位切換平臺上設(shè)有光電開關(guān)。通過光電開關(guān)可準(zhǔn)確地定位，使U型過濾坩堝能夠準(zhǔn)確地旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)工位的位置。

本實用新型的有益效果：本實用新型充分考慮了目前氣體粉塵濃度測量設(shè)備的現(xiàn)狀，將符合國標(biāo)的粉塵濃度測量的人工實驗分析自動化、智能化，設(shè)計出一款能夠自動將氣體中的微小粉塵顆粒物通過專用濾膜分離收集起來，然后通過電子天平稱量粉塵顆粒物的重量和精密氣體流量計計算抽吸氣體的總流量。通過模塊化的設(shè)計將取樣技術(shù)、分離過濾技術(shù)、粉塵反吹排放技術(shù)等合理的設(shè)計在一起，再結(jié)合PLC控制程序?qū)⒃O(shè)備自動完成氣體取樣、過濾分離、工位切換、稱重測量、反吹排灰等功能成功實現(xiàn)了氣體粉塵濃度測量自動化、在線化和實時化。具有測量精度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點。為精準(zhǔn)測量氣體粉塵濃度提供能可靠的技術(shù)保證。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步闡明。

圖1為本實用新型的全自動氣體粉塵濃度測量設(shè)備整體示意圖；

圖2為本實用新型的進氣和反吹機構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的工位切換示意圖；

圖4為本實用新型的電子天平示意圖。

具體實施方式

結(jié)合圖1-圖4，本實用新型的一種全自動氣體粉塵濃度測量設(shè)備如下：一種全自動氣體粉塵濃度測量設(shè)備，包括依次連接的取樣箱100，測量箱200和控制箱300，

取樣箱100包括取樣管101，

測量箱200包括第一三通球閥201、第二三通球閥210、精密流量計202、密封進氣口203、密封反吹口205、U型過濾坩堝206、工位切換平臺207、電子天平210、負(fù)壓發(fā)生器208和傳動裝置，第一三通球閥201分別連接取樣管101、精密流量計202和負(fù)壓發(fā)生器208，第二三通球閥210分別連接密封反吹口205、傳動裝置和負(fù)壓發(fā)生器208；密封進氣口203連接在精密流量計202上；U型過濾坩堝206設(shè)置在工位切換平臺207的通孔上，U型過濾坩堝206的開口與密封進氣口203和密封反吹口205的大小相適應(yīng)，工位切換平臺207通過旋轉(zhuǎn)電機212旋轉(zhuǎn)，使U型過濾坩堝206分別旋轉(zhuǎn)到密封進氣口203下方、密封反吹口205下方和電子天平210上方；

控制箱300包括PLC控制器、觸摸顯示屏301和高壓風(fēng)機302，觸摸顯示屏301與PLC控制器相連，高壓風(fēng)機302與負(fù)壓發(fā)生器208相連。

其中，取樣管101位于被測氣體管道中，通過法蘭盤與第一三通球閥201相連，高壓風(fēng)機302產(chǎn)生壓縮空氣，壓縮空氣通過負(fù)壓發(fā)生器208產(chǎn)生較大的負(fù)壓抽吸力，完成被測氣體的抽吸取樣。第一三通球閥201控制取樣管101與精密流量計202的導(dǎo)通，被測氣體經(jīng)過精密流量計202，測得流量。工位切換平臺207可切換3種工位——粉塵過濾位（即密封進氣口203下方），反吹位置（即密封反吹口205下方），稱重位置（即電子天平210上方）。旋轉(zhuǎn)電機212通過驅(qū)動齒輪204帶動皮帶輪219旋轉(zhuǎn)，皮帶輪219與工位切換平臺207相連，從而控制工位切換平臺207旋轉(zhuǎn)。

旋轉(zhuǎn)電機212旋轉(zhuǎn)工位切換平臺207，使U型過濾坩堝206旋轉(zhuǎn)到粉塵過濾位，傳動裝置將U型過濾坩堝206向上與密封進氣口203壓緊，U型過濾坩堝206對氣體進行分離過濾，過濾分離后的氣體通過管道從新排入氣體管道中，避免對周邊環(huán)境造成影響。

收集完被測氣體內(nèi)粉塵顆粒的U型濾膜坩堝，由旋轉(zhuǎn)電機212驅(qū)動工位切換平臺207旋轉(zhuǎn)到稱重位置，通過電子天平210完成U型濾膜坩堝重量的稱量。控制箱300內(nèi)的PLC控制器將根據(jù)收集粉塵顆粒物前U型濾膜坩堝的重量M1、收集粉塵顆粒物后U型濾膜坩堝的重量M2和精密流量計202測量的被測氣體的流量V1三個數(shù)據(jù)，通過公式粉塵濃度X=（M2-M1）/V1自動計算出被測氣體的粉塵濃度。

經(jīng)過電子天平210稱量過的U型濾膜坩堝通過工位切換平臺207旋轉(zhuǎn)到反吹位置，傳動裝置將U型過濾坩堝206向上與密封反吹口205壓緊，將收集的粉塵顆粒反吹出U型濾膜坩堝，吹掃干凈的U型濾膜坩堝經(jīng)工位切換平臺207旋轉(zhuǎn)到電子天平210稱量后，重新旋轉(zhuǎn)到粉塵過濾位分離過濾新的被測氣體，以進入下一個測量循環(huán)。

第一三通球閥201可使取樣管101在取樣狀態(tài)和反吹狀態(tài)之間切換，反吹取樣管101能有效防止取樣管101堵塞，讓設(shè)備長期穩(wěn)定運行。

進一步的，密封進氣口203和密封反吹口205為喇叭形設(shè)計。U型過濾坩堝206為加大口徑設(shè)計，直徑加大，與密封進氣口203和密封反吹口205的喇叭口大小相適應(yīng)。U型過濾坩堝206采用加大口徑設(shè)計，能大大加大過濾膜的過濾面積，減少過濾阻力，加快過濾速度。U型過濾坩堝206的配套密封進氣口203和密封反吹口205都采用喇叭口設(shè)計，便于與U型過濾坩堝206的連接密封。

進一步的，取樣管101包括開口朝下的彎曲部和連接在彎曲部后方的水平部，水平部環(huán)繞有加熱器102。被測氣體在取樣管101中被加熱器102環(huán)繞加熱，可讓被測氣體保持較高溫度，避免被測氣體在低溫時結(jié)露，導(dǎo)致取樣管101道堵塞和影響測量精度。同時可以切換第一三通球閥201的狀態(tài)，使取樣管101在取樣狀態(tài)和反吹狀態(tài)之間切換，反吹取樣管101能有效防止取樣管101堵塞，讓設(shè)備長期穩(wěn)定運行。取樣管101的彎曲部具體結(jié)構(gòu)是一個開口朝下的半圓環(huán)形，水平部接在彎曲部的后方。

進一步的，U型過濾坩堝206有3個，工位切換平臺207上均勻布置有3個通孔，U型過濾坩堝206設(shè)置在通孔中?？墒?個U型過濾坩堝206在工位切換平臺207的旋轉(zhuǎn)下依次進行循環(huán)測量，提高測量效率。

進一步的，傳動裝置位于工位切換平臺207下方，包括底部固定安裝平臺216、導(dǎo)向機構(gòu)218、進氣頂桿213、升降絲桿214、反吹頂桿217和升降電機215，升降電機215安裝在底部固定安裝平臺216下方，導(dǎo)向機構(gòu)218設(shè)置在底部固定安裝平臺216上方，導(dǎo)向機構(gòu)218與進氣頂桿213、升降絲桿214和反吹頂桿217相連，進氣頂桿213與第二三通球閥210相連。升降絲桿214通過升降電機215啟動；進氣頂桿213和反吹頂桿217頂端都設(shè)有用于承托U型過濾坩堝206的平臺，平臺的位置都低于工位切換平臺207。進氣頂桿213位于粉塵過濾位，即密封進氣口203的正下方，反吹頂桿217位于反吹位置，即密封反吹口205的正下方。在工位切換平臺207將U型過濾坩堝206旋轉(zhuǎn)到粉塵過濾位和反吹位置時，進氣頂桿213和反吹頂桿217通過升降絲桿214向上移動，U型過濾坩堝206落在平臺上，再被壓入密封進氣口203和密封反吹口205，過濾和反吹結(jié)束后進氣頂桿213和反吹頂桿217再向下移動，使U型過濾坩堝206重新回到通孔中，進行下一步工序。進氣頂桿213與第二三通球閥210相連，能夠?qū)⑦^濾后的壓縮空氣再通過密封反吹口205吹出，完成反吹、U型過濾坩堝206清塵吹掃的功能。工位切換平臺207下方設(shè)置平臺頂桿，平臺頂桿與導(dǎo)向機構(gòu)218相連，導(dǎo)向機構(gòu)218保證工位切換平臺207上下運動。

進一步的，電子天平210位于工位切換平臺207下方，電子天平210中央設(shè)有稱重桿209，稱重桿209位于通孔正下方。稱重桿209的頂端設(shè)有一用于承接Ｕ型過濾坩堝的平臺，在稱?。招瓦^濾坩堝的重量時，旋轉(zhuǎn)電機212控制工位切換平臺207旋轉(zhuǎn)，Ｕ型過濾坩堝旋轉(zhuǎn)到電子天平210上方，升降電機215向下通過絲桿傳動使工位切換平臺207向下運動，讓U型過濾坩堝206完全落在稱重桿209頂端的平臺上，完成U型過濾坩堝206的稱重測量。

進一步的，PLC控制器數(shù)據(jù)接口與電子天平210的數(shù)據(jù)接口通過數(shù)據(jù)電纜相連；I/O接口與升電機、旋轉(zhuǎn)電機212、第一三通球閥201和第二三通球閥210相連。使得PLC控制器能夠準(zhǔn)確讀取電子天平210的稱量數(shù)據(jù)和向其發(fā)送控制數(shù)據(jù)；并且完成升降電機215的升降控制、旋轉(zhuǎn)電機212的旋轉(zhuǎn)控制、第一三通球閥201、第二三通球閥210的狀態(tài)控制及各種定位開關(guān)的狀態(tài)讀取等功能。

進一步的，工位切換平臺207上設(shè)有光電開關(guān)。通過光電開關(guān)可準(zhǔn)確地定位，使U型過濾坩堝206能夠準(zhǔn)確地旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)工位的位置。

在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是以上描述僅是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，因此本實用新型不受上面公開的具體實施的限制。同時任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。