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专利名称：一种粉尘采样测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粉尘采样测量装置，主要适用于能产生粉尘的煤矿井下、企业级 职业病防治部门和卫生防疫、监督部门的现场检测。
背景技术：
目前，国内使用的产品粉尘采样方法主要包括称重法和激光法。称重法多为人工 测量，其过程比较复杂，操作繁琐，且在称重过程中容易出现人为误差。采用激光法测量时 需要与传统的称重法做比对校正，操作繁琐，并且因为激光受粉尘的化学性质、尘粒表面的 形态、大小、颜色等因素影响，影响测量准确度。直读式粉尘浓度测量仪本公司生产的粉尘浓度测量仪是利用低能β射线吸收 法直接监测作业场所粉尘浓度。采用滤膜固定夹固定滤膜，在使用过程中，首先将装有空白 滤膜的滤膜夹放入仪器右侧进行测量，测得空白滤膜的质量后，然后将滤膜夹取出，放在仪 器左侧进气口处进行采样，采样结束后，再将带有粉尘的滤膜夹取出，放置在仪器右侧测量 处，通过发射源和探测器测出单位空气中的粉尘含量。上述直读式粉尘浓度测量仪在使用时存在缺陷。首先在采样和测量过程中，需要 反复地将滤膜夹取出、放入，使得滤膜上的粉尘容易出现抖落现象，造成测量结果不准确， 同时给操作者带来不便；其次，在每次测量完成后就需要更换一张新滤膜以便于下次采样 测量使用，当进行多点采样时就需要频繁的更换滤膜，影响采样测量效率；且由于采样和测 量装置分别设置在仪器的两端，使仪器整机体积较大，操作人员将仪器携带至现场使用时 较不方便。

发明内容
本发明的目的是提供一种粉尘采样测量装置，以解决现有技术中多次采样测量时 需要频繁更换滤膜的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种粉尘采样测量装置，包括中空的 采样室，采样室中转动装配有内齿圈，内齿圈上啮合装配有齿轮，齿轮转轴转动装配在采样 室盖前端设置的轴套内，齿轮转轴的前端同轴设置有转轮，采样室中于齿轮的后方转动装 配有用于放置滤膜的滤膜托，滤膜托由内齿圈同轴驱动旋转，齿轮、齿轮转轴和转轮的中心 设有用于进气采样和测量的贯通孔，贯通孔的出气口设置在齿轮的后端面上，贯通孔的出 气口的中心与滤膜托的回转中心偏心设置，在滤膜托的两侧对应安装有设置在贯通孔中的 发射源和设置在采样室中的与发射源相配合使用的探测器。所述齿轮、齿轮转轴和转轮构成转动组件，其中齿轮和齿轮转轴一体设置，齿轮转 轴和转轮通过螺纹可拆连接，齿轮、齿轮转轴和转轮上均设有同轴的用于组成贯通孔的中 心孔。所述轴套上设有供齿轮转轴穿过的通孔，轴套的前端设有内缩的用于对转动组件 轴向限位的限位台阶，在齿轮转轴的外周面上于轴套的限位台阶的后方设有与限位台阶相对应配合的限位环台，在轴套的限位台阶和齿轮转轴上的限位环台之间设有沿齿轮转轴轴 向延伸的压缩弹簧，压缩弹簧的两端面分别对应的顶压在限位台阶和限位环台的相对应的 限位端面上。所述轴套和转轮上设有用于表示转轮周向转动量的定位结构，该定位结构包括轴 套的前端面上绕周向布置的定位凹坑及转轮上设有的用于与定位凹坑配合的定位柱。所述齿轮的后端面上安装有用于与滤膜托上的滤膜顶压配合的压头密封圈，压头 密封圈上设有组成贯通孔的用于进气采样和测量的通孔。所述采样室由采样室座和设置在采样室座上的采样室盖组成，采样室盖上设有供 齿轮转轴穿出的穿孔。所述采样室座的内壁上设置有用于轴向限位滤膜托的限位环槽，滤膜托上与限位 环槽对应处设有外张的弹性爪，弹性爪的末端与限位环槽轴向的后端端面限位配合，弹性 爪末端的外周面上凸设有卡装在限位环槽中的倒钩，弹性爪的倒钩与限位环槽轴向的前端 端面限位配合。所述采样室盖通过固设在采样室盖和采样室座上的合页与采样室座转动连接，在 采样室盖和采样室座的开合处配合设置有起封闭作用的锁扣。所述转轮的前端同轴固设有中空的采样头，在采样头的前端开有与贯通孔连通的 进气口。所述滤膜托上嵌设有磁铁，滤膜托通过磁铁吸附固定在内齿圈上。本发明粉尘采样测量装置在采样室中安装通过内齿圈驱动的滤膜托，在齿轮、齿 轮转轴和转轮上设置用于气体采样和测量的贯通孔，贯通孔的出气口的中心与滤膜托的回 转中心偏心设置。当使用本发明粉尘采样测量装置进行多次采样时，首先由放射源发出射 线通过滤膜散射到探测器上，探测器接收到射线，通过仪器计算出空白滤膜的重量，然后进 入单次采样状态，带有粉尘的空气经贯通孔进入采样室中，在空气通过滤膜托上的滤膜时， 滤膜将截取空气中的粉尘，进入单次测量状态，滤膜托不动，由安装在贯通孔中的发射源放 出的射线穿过滤膜散射到探测器上，探测器根据所测带尘滤膜的质量，通过仪器计算出粉 尘含量，单次采样测量完成；开始第二次采样测量，首先转动转轮，转轮通过齿轮转轴、齿轮 及内齿圈驱动滤膜托转动一定角度，此时贯通孔的出口对应滤膜上新的空白处，采样测量 过程与第一次采样测量过程相同，然后依次完成多次采样测量。本发明中的贯通孔既充当 用于进气采样的气体通道又充当用于放置发射源的测量通道，这样气体通道和测量通道重 合保证了单次采样时，不再需要取出滤膜，使用方便，有效避免采样和测量中采样粉尘的脱 落和人工插拔过程中人为因素带来的误差，保证测量精确。本发明中通过将贯通孔的出口 与滤膜托偏心设置，且将滤膜托设置成可旋转结构，这样当进行完单次采样测量后，滤膜托 转动，贯通孔的出口将对应于滤膜上新的空白处，直接进行第二次测量，使用方便快捷，当 多次采样测量完成后，更换新的空白滤膜即可，不用每次采样完成后频繁更换空白滤膜，即 提高采样测量效率，又节省滤膜成本。


图1为本发明一种实施例的结构示意图； 图2为图1中齿轮转轴11的结构示意图；图3为图1中转轮60的结构示意图； 图4为图1中滤膜托5的结构示意图； 图5为图1中轴套10的结构示意图； 图6为图5的侧视图。
具体实施例方式如图1至图6所示，一种粉尘采样测量装置，包括基座1，在基座1上固设有中空的 采样室，采样室由采样室座2和采样室盖21组成，采样室座2通过螺钉固设在基座1上，采 样室盖21可拆连接在采样室座2上，在采样室盖21的前端面上设置有便于观察采样工作 状态的观察窗19，采样室中转动装配有内齿圈9，内齿圈9由转动组件上的外齿通过啮合齿 驱动，转动组件包括齿轮转轴11、设置在齿轮转轴11后端的齿轮、和同轴设置在齿轮转轴 11前端的转轮60，转轮60通过螺纹与齿轮转轴11可拆连接，齿轮、齿轮转轴和转轮的中心 设有用于进气采样和测量的贯通孔30，齿轮转轴11的前端伸出采样室盖21外，采样室盖 21的前端设有供齿轮转轴穿出的穿孔，在采样座2中于齿轮的后方转动装配有用于放置滤 膜的滤膜托5，在滤膜托5的前端面上嵌设有磁铁52，滤膜托5通过磁铁52吸附固定在内 齿圈9上，滤膜托5由内齿圈9同轴驱动旋转，贯通孔30的出气口设置在齿轮的后端面上， 贯通孔30的出气口的中心与滤膜托5的回转中心偏心设置，在齿轮的后端面上安装有用于 与滤膜托5上的滤膜20顶压配合的压头密封圈17，压头密封圈17上设有用于组成贯通孔 30的用于进气采样和测量的通孔，在滤膜托5的两侧对应安装有分别设置在贯通孔30中的 发射源15和设置在采样室中的与发射源15相配合使用的探测器18。如图1、图2、图3所示，转动组件包括转轮60、与转轮60后端螺纹连接的齿轮转轴 11和齿轮转轴后端一体固设的齿轮，转轮60、齿轮转轴11及齿轮上均设有同轴的中心孔， 所述的中心孔和压头密封圈17的通孔接合组成转动组件中用于进气采样和测量的贯通孔 30，在转轮60的前端通过螺纹连接有同轴的采样头14，采样头14为内部设有容气腔的中空 结构，且在采样头14的前端开设有与转动组件的贯通孔连通的用于进气的进气口 141，转 动组件的齿轮为设置在齿轮转轴11后端的外周面上的外齿115，齿轮转轴11的中心孔为 阶梯孔114，其大径段为用于与转轮60螺纹配合的内螺纹段，齿轮转轴11上阶梯孔的阶梯 面113对转轮60起单向的轴向限位作用，在转轮60的后端面上开设有对称布置的安装槽 601，在安装槽601内设置有用于固定放射源15的安装板6，安装板6由安装槽601及齿轮 转轴的阶梯面113实现其轴向和周向上的限位，安装板的宽度小于转轮和齿轮转轴对应处 的中心孔的宽度，装配完成后，放射源15与转轮的回转中心同轴并与设置于滤膜托5另一 侧的探测器18对应。本实施例中的齿轮一体固设在齿轮转轴上，具体实施时，也可以采用其他类型的 结构，如通过键连接的方式将齿轮转轴和齿轮同轴转动连接，将两者设计成分体结构。如图1、图2、图5、图6所示，采样室盖21的前端固设有轴套10，轴套10上设有供 齿轮转轴11穿过的过孔101，轴套10的前端设有内缩的用于对转动组件轴向限位的限位台 阶102，在转动组件的齿轮转轴11外周面上于轴套上限位台阶102的后方设有与限位台阶 相对应配合的限位环台112，在轴套的限位台阶102和齿轮转轴的限位环台112之间设有 沿转动组件轴向延伸的压缩弹簧12，压缩弹簧12的两端面分别对应的顶压在限位台阶102和限位环台112的相对应的限位端面上。本实施例中的轴套10可以通过螺钉固设在采样室盖21上，也可以通过其他如螺 纹连接的方式固设在采样室盖上。压缩弹簧可以为一个套装在齿轮转轴上的大直径弹簧，也可以为设置在齿轮转轴 和旋转定位套之间间隙中的多个小直径弹簧。本实施例中的转动组件设置成分体式结构，这样在制造加工时比较方便。在轴套 10和齿轮转轴11之间设置压缩弹簧，可以保证在单次采样测量过程中，转动组件后端的压 头密封圈17始终在弹簧预压力的作用下顶压在滤膜20上，保证了测量的准确度，避免出现 人为误差。将转动组件设计成轴向可调的结构，当需要转动转动组件时先拉动转动组件，保 证压头密封圈17与滤膜20脱离，然后再转动转动组件，这样当转动组件转动时压头密封圈 就不会蹭到滤膜，从而影响滤膜的平整，保证下次测量的准确度。如图1、图3、图5、图6所示，轴套10和转轮60上设有用于指示转轮周向转动量的 定位结构，在本实施例中，定位结构包括轴套10前端面上绕周向均勻布置的4个定位凹坑 103及转轮60上呈对称布置的2个用于与定位凹坑插配的定位柱603，转轮30后端设置有 轴套的前端相互配合的环槽602，环槽602的靠近转动组件回转中心的槽壁的表面设置有 与齿轮转轴前端的内螺纹对应配合的外螺纹，环槽的远离转动组件回转中心的槽壁与定位 套前端设置的环台的外周面大致配合，定位柱603凸设在环槽的槽底604。如图5、图6所示为本实施例中轴套10的结构，其前端面上均布有四个定位凹坑， 具体实施时，可以设置多组定位凹坑以便进行多次采样测量。上述实施例中的定位柱为对称布置的两个定位柱，具体实施时，可以设置一个定 位柱，只要能够指示表明转动组件的周向转动量即可。在轴套10和转轮60上设置用于指示转轮周向转动量的定位结构，可以有效保证 多次采样测量中任意两次单次采样不会相互影响干涉，并且根据定位结构的指示，也适度 提高了空白滤膜的利用率。具体实施时，轴套10和转轮60上的定位结构可以采用其他的形式，如在轴套的外 周面上绕周向设置可以观察到的刻度，在转轮上设置用于与轴套上的刻度相对应的用于指 示转轮周向转动量的指针。如图1、图4所示，本实施例中，在采样室座2的内壁上设置有用于轴向限位固定滤 膜托5的限位环槽201，滤膜托5上与限位环槽201的对应处设置有外张的弹性爪51，弹性 爪51的末端与限位环槽201轴向的后端端面限位配合，弹性爪51末端的外周面上凸设有 卡装在限位环槽201中的倒钩53，弹性爪的倒钩53与限位环槽201轴向的前端端面限位配本实施例中滤膜托的后端设置成弹性爪，这样便于安装和拆卸，其结构简单，且整 体比较轻便，便于转动组件通过内齿圈驱动滤膜托转动。本发明创造中只需要保证滤膜托5转动装配在采样室中即可，其轴向限位结构可 以采用机械上常用的轴向限位的形式。如图1、图3所示，在本实施例中，要保证整个采样测量装置的密封性，需要在各部 件的相对应的接合端面处加装密封圈。在采样室座2上与基座1相邻接的后端面上设置有 第一环槽3，在第一环槽3中装配有密封圈，采样室盖21上与采样室座2相邻接的后端面上设置有第二环槽4，在第二环槽4中装配有起密封作用的密封圈。在转轮60的环槽602的 槽底设置有第三环槽605，在第三环槽605中设置有用于防止外部粉尘从定位凹坑103或轴 套10与转轮60的结合面处进来的密封圈。本实施例中采样室盖21通过固设在采样室盖21和采样室座2上的合页与采样室 座转动连接，在采样室盖和采样室座的开合处配合设置有起封闭作用的锁扣。具体实施时，采样室盖也可以采用其他方式固定在采样室座上，如通过螺纹可拆 连接。在本实施例中内齿圈与采样室盖转动配合，在采样室盖的内壁上于内齿圈相对应 处设置有限位环槽，在限位环槽中安装有弹性的内齿圈固定圈，内齿圈固定圈的前端设置 有卡装在限位环槽中的倒钩，内齿圈固定圈由限位环槽实现对其轴向上的限位，内齿圈固 定圈在限位环槽中可绕周向转动，内齿圈固定圈的后端通过螺纹同轴固连有内齿圈固定 座，在内齿圈固定座的前端面上设有螺纹孔，内齿圈上设置有螺钉孔，装配时通过螺钉将内 齿圈固定在内齿圈固定座上，在内齿圈固定座的后端面上设置有用于放置滤膜的与内齿圈 同轴设置的凹槽。装配时，首先将内齿圈固定圈放入采样室盖的限位环槽中，从采样室盖的 后端将内齿圈固定座装入，内齿圈固定座通过螺纹固连在内齿圈固定圈上，然后通过螺钉 将内齿圈固定在内齿圈固定座上，完成对内齿圈的轴向安装和定位。本实施例中滤膜托5上的磁铁52吸附在内齿圈固定座上，具体实施时，也可以将 内齿圈和内齿圈固定座一体设置，此时磁铁吸附在内齿圈上，在内齿圈的外周面上沿周向 设置用于与内齿圈固定圈相配合的环槽，内齿圈固定圈卡装在环槽中用于实现对内齿圈的 轴向的限位。使用本实施例中的粉尘采样装置进行多次采样测量工作时，首先将采样室盖21 打开，将空白滤膜20放在内齿圈固定座后端面的凹槽中，然后将采样室盖21合上，此时磁 铁52将滤膜托5吸附在内齿圈固定座上，空白滤膜20被夹在滤膜托和内齿圈固定座之间。 开始采样测量，此时转轮60的定位柱603位于轴套的定位凹坑103中，压缩弹簧12将转动 组件压在滤膜托5上，转动组件后端的压头密封圈17顶压在空白滤膜20上，首先由发射源 15发出射线，探测器18在滤膜托5的另一端接收到射线，经过仪器计算后得出空白滤膜20 的重量，然后当次采样的带有粉尘的气体通过采样头14的进气口 141进入贯通孔30中，气 体经过滤膜托5时粉尘附着在滤膜20上，暂停此次进气，然后由发射源15发出射线，探测 器18在滤膜托5的另一端接收射线，经过仪器计算得出滤膜20的重量，经过两次数值对 比，在仪器的计算后得出空气中粉尘的含量，当次采样测量完成。当继续进行采样测量时， 首先将转轮向前端拉出，此时压缩弹簧12受压，压头密封圈17脱离滤膜20，定位柱603从 定位凹坑103中脱离，然后转动转轮60，直至定位柱603落入下一组定位凹坑103中，此时 压缩弹簧12将压迫齿轮转轴向后运动，压头密封圈17继续顶压在滤膜20上，然后进行第 二采样测量。当采样结束后，打开锁扣，向侧面掀起采样室盖21，滤膜托5和内齿圈9相脱 离，取下滤膜20更换上新的滤膜，重新合上采样室盖21，扣好锁扣，以便下次使用。
权利要求
一种粉尘采样测量装置，其特征在于包括中空的采样室，采样室中转动装配有内齿圈，内齿圈上啮合装配有齿轮，齿轮转轴转动装配在采样室盖前端设置的轴套内，齿轮转轴的前端同轴设置有转轮，采样室中于齿轮的后方转动装配有用于放置滤膜的滤膜托，滤膜托由内齿圈同轴驱动旋转，齿轮、齿轮转轴和转轮的中心设有用于进气采样和测量的贯通孔，贯通孔的出气口设置在齿轮的后端面上，贯通孔的出气口的中心与滤膜托的回转中心偏心设置，在滤膜托的两侧对应安装有设置在贯通孔中的发射源和设置在采样室中的与发射源相配合使用的探测器。
2.根据权利要求1所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述齿轮、齿轮转轴和转轮 构成转动组件，其中齿轮和齿轮转轴一体设置，齿轮转轴和转轮通过螺纹可拆连接，齿轮、 齿轮转轴和转轮上均设有同轴的用于组成贯通孔的中心孔。
3.根据权利要求2所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述轴套上设有供齿轮转 轴穿过的通孔，轴套的前端设有内缩的用于对转动组件轴向限位的限位台阶，在齿轮转轴 的外周面上于轴套的限位台阶的后方设有与限位台阶相对应配合的限位环台，在轴套的限 位台阶和齿轮转轴上的限位环台之间设有沿齿轮转轴轴向延伸的压缩弹簧，压缩弹簧的两 端面分别对应的顶压在限位台阶和限位环台的相对应的限位端面上。
4.根据权利要求3所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述轴套和转轮上设有用 于表示转轮周向转动量的定位结构，该定位结构包括轴套的前端面上绕周向布置的定位凹 坑及转轮上设有的用于与定位凹坑配合的定位柱。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述齿轮 的后端面上安装有用于与滤膜托上的滤膜顶压配合的压头密封圈，压头密封圈上设有组成 贯通孔的用于进气采样和测量的通孔。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述采样 室由采样室座和设置在采样室座上的采样室盖组成，采样室盖上设有供齿轮转轴穿出的穿 孔。
7.根据权利要求6所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述采样室座的内壁上设 置有用于轴向限位滤膜托的限位环槽，滤膜托上与限位环槽对应处设有外张的弹性爪，弹 性爪的末端与限位环槽轴向的后端端面限位配合，弹性爪末端的外周面上凸设有卡装在限 位环槽中的倒钩，弹性爪的倒钩与限位环槽轴向的前端端面限位配合。
8.根据权利要求6所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述采样室盖通过固设在 采样室盖和采样室座上的合页与采样室座转动连接，在采样室盖和采样室座的开合处配合 设置有起封闭作用的锁扣。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述转轮 的前端同轴固设有中空的采样头，在采样头的前端开有与贯通孔连通的进气口。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的粉尘采样测量装置，其特征在于所述滤膜 托上嵌设有磁铁，滤膜托通过磁铁吸附固定在内齿圈上。
全文摘要
本发明公开了一种粉尘采样测量装置，包括中空的采样室，采样室中转动装配有内齿圈，内齿圈上啮合装配有齿轮，齿轮转轴转动装配在采样室盖前端设置的轴套内，齿轮转轴的前端同轴设置有转轮，采样室中于齿轮的后方转动装配有用于放置滤膜的滤膜托，滤膜托由内齿圈同轴驱动旋转，齿轮、齿轮转轴和转轮的中心设有用于进气采样和测量的贯通孔，贯通孔的出气口设置在齿轮的后端面上，贯通孔的出气口的中心与滤膜托的回转中心偏心设置，在滤膜托的两侧对应安装有设置在贯通孔中的发射源和设置在采样室中的与发射源相配合使用的探测器。本发明通过转轮驱动滤膜托，将贯通孔与滤膜托的回转中心偏心设置，保证多次采样测量不需频繁更换滤膜。
文档编号G01N5/00GK101949785SQ20101029837
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者王凯, 王秀梅, 郝志国, 郭晨伟, 黎智 申请人:郑州市光力科技发展有限公司