气溶胶监测装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别是涉及一种气溶胶监测装置。

背景技术

气溶胶颗粒物通过直接和间接辐射效应影响着天气、气候、地气热收支平衡等，还会降低能见度和影响人类健康。若能够准确测量空气中气溶胶的含量，对于天气预报、气候模拟预测、环境监测及遥感应用等都能产生有益的效果。

然而，传统的气溶胶监测装置的测量模式单一且测量精度不高，难以满足多种不同应用场景的客户需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中气溶胶监测装置的测量模式单一且测量精度不高的技术问题，提供一种能够提供多种测量模式且测量精度高的气溶胶监测装置。

为实现上述目的及其他目的，本申请提供一种气溶胶监测装置，包括支撑本体及设置于所述支撑本体的密闭取样室及真空泵，所述密闭取样室的内部设置有气溶胶采样探测装置，用于采样并探测经由所述密闭取样室的进气口流入的气流中的气溶胶的含量；所述真空泵的内部与所述密闭取样室的内部连通，用于为所述密闭取样室提供密闭的真空环境；其中，所述密闭取样室的进气通路中设置有电磁阀，通过控制所述电磁阀的开闭及/或工作周期来控制气溶胶监测装置的测量模式，所述测量模式包括连续测量模式、周期性测量模式及连续/周期组合测量模式中的至少一种。

上述气溶胶监测装置，通过设置密闭取样室及与所述密闭取样室的内部连通的真空泵，为所述密闭取样室提供密闭的真空环境；并在所述密闭取样室的内部设置气溶胶采样探测装置，以采样并探测经由所述密闭取样室的进气口流入的气流中的气溶胶的含量；通过控制设置于所述密闭取样室的进气通路中电磁阀的开闭及/或工作周期来控制气溶胶监测装置的测量模式，以使得气溶胶监测装置提供连续测量模式、周期性测量模式及连续/周期组合测量模式中的一种或多种，便于用户根据不同应用场景的测量需求，采取合适的测量模式；由于本申请的气溶胶采样探测装置是在密闭的真空环境中工作的，能够对经由所述密闭取样室的进气口流入的气流中的气溶胶的含量精准测量。

在其中一个实施例中，所述气溶胶采样探测装置包括采样装置及探测装置，所述采样装置用于采集经由所述密闭取样室的进气口流入的气流中的气溶胶；所述探测装置与所述采样装置间隔设置，所述探测装置的探测表面在所述采样装置的采样表面的正投影位于所述采样表面的中部，所述探测装置用于探测所述采样装置采集的气溶胶的含量。

在其中一个实施例中，所述采样装置包括滤纸及驱动装置，所述滤纸的延伸方向与所述密闭取样室的进气口的进气方向垂直，所述滤纸用于过滤并累积流经所述滤纸的表面的气流中的气溶胶；所述驱动装置与所述滤纸连接，用于带动所述滤纸移动，以更换用于过滤并累积气溶胶的滤纸过滤表面。

在其中一个实施例中，所述探测装置包括钝化注入平面硅探测器，所述钝化注入平面硅探测器的探测表面与所述滤纸过滤表面平行间隔设置，所述探测表面在所述过滤表面的正投影位于所述过滤表面的中部，以避免在更换用于过滤并累积气溶胶的滤纸过滤表面的过程中，滤纸的过滤表面会与探测器的探测表面之间产生干涉；另外，避免了滤纸的过滤表面的气溶胶对探测器的探测表面产生污染，影响探测器的探测效果及使用寿命。

在其中一个实施例中，所述钝化注入平面硅探测器的探测表面与所述滤纸过滤表面的间隔距离为1mm-10mm。

在其中一个实施例中，所述探测装置包括前置放大器及多道分析器，所述前置放大器与所述钝化注入平面硅探测器连接，用于将所述钝化注入平面硅探测器提供的探测信号放大处理，以生成放大探测信号；所述多道分析器与所述前置放大器连接，用于接收所述放大探测信号，并根据所述放大探测信号生成用于反馈气溶胶中放射性物质含量的脉冲信号。

在其中一个实施例中，所述气溶胶监测装置还包括控制器，所述控制器与所述电磁阀、所述多道分析器均连接，用于控制所述电磁阀的开闭及/或工作周期来控制气溶胶监测装置的测量模式，及经由所述密闭取样室的进气口流入的气流的流量；所述控制器还用于接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号判断所述气溶胶中的放射性物质的含量。

在其中一个实施例中，所述气溶胶监测装置还包括触控显示屏，所述触控显示屏与所述控制器连接，设置于所述支撑本体的顶部，所述触控显示屏的延伸方向与所述支撑本体的高度方向之间的夹角小于90度；所述触控显示屏用于显示测量结果及/或测量参数；所述触控显示屏还用于输入控制信号及/或配置参数，供客户进行查看和操作，避免弯腰或下蹲。

在其中一个实施例中，所述气溶胶监测装置还包括流量计，所述流量计设置于所述密闭取样室与所述真空泵之间的气流通路中，用于检测所述气流通路中的气体流量。

在其中一个实施例中，所述气溶胶监测装置还包括储物盒，所述储物盒经由滑轨与所述支撑本体连接，所述储物盒被配置为包括位于所述支撑本体内部的第一状态、经由所述滑轨滑动的第二状态及部分滑出所述支撑本体的第三状态，避免放置在储物盒中的附属物品被尘土或雨水损坏的同时，方便用户放置及获取附属物品。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本申请一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的剖面结构示意图；

图2为本申请一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的采样装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的探测装置的结构示意图；

图4为本申请一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的探测装置的架构示意图；

图5为本申请一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的架构示意图；

图6a为本申请另一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的架构示意图；

图6b为本申请另一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的剖面结构示意图；

图7为本申请又一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的剖面结构示意图；

图8a为本申请一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的应用场景示意图；

图8b为本申请另一实施例中提供的一种气溶胶监测装置的应用场景示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当说明的是，本申请中所述的“上”、“左”、“右”和“中间”均是指朝向用户的方向而言的。

请参考图1，在本申请的一个实施例中，提供了一种气溶胶监测装置100，包括支撑本体101及设置于支撑本体101的密闭取样室10及真空泵20，密闭取样室101的内部设置有气溶胶采样探测装置40，采样探测装置40用于采样并探测经由密闭取样室10的进气口流入的气流中的气溶胶的含量；真空泵20的内部与密闭取样室10的内部连通，用于为密闭取样室10提供密闭的真空环境；其中，密闭取样室10的进气通路中设置有电磁阀30，通过控制电磁阀30的开闭及/或工作周期来控制气溶胶监测装置100的测量模式，所述测量模式包括连续测量模式、周期性测量模式及连续/周期组合测量模式中的至少一种。

作为示例，请继续参考图1，通过设置密闭取样室10及与密闭取样室10的内部连通的真空泵20，为密闭取样室10提供密闭的真空环境；并在密闭取样室10的内部设置气溶胶采样探测装置40，以采样并探测经由密闭取样室10的进气口流入的气流中的气溶胶的含量；通过控制设置于密闭取样室10的进气通路中电磁阀30的开闭及/或工作周期来控制气溶胶监测装置100的测量模式，以使得气溶胶监测装置100提供连续测量模式、周期性测量模式及连续/周期组合测量模式中的一种或多种，便于用户根据不同应用场景的测量需求，采取合适的测量模式；由于本申请的气溶胶采样探测装置100是在密闭的真空环境中工作的，能够对经由密闭取样室10的进气口流入的气流中的气溶胶的含量精准测量。当电磁阀30打开时，空气不停的流动，形成了连续测量的条件。当电磁阀30关闭时，由于密闭取样室在真空泵依然抽气的情况下，形成真空，提供了真空测量及周期性测量的条件。

进一步地，请继续参考图1，在本申请的一个实施例中，所述气溶胶采样探测装置40包括采样装置41及探测装置42，采样装置41用于采集经由密闭取样室10的进气口流入的气流中的气溶胶；探测装置42与采样装置41间隔设置，探测装置42的探测表面在采样装置41的采样表面的正投影位于采样装置41的采样表面的中部，探测装置42用于探测采样装置41采集的气溶胶的含量。

具体地，请参考图2，在本申请的一个实施例中，采样装置41包括滤纸411及驱动装置412，滤纸411的延伸方向与密闭取样室10的进气口的进气方向垂直，滤纸411用于过滤并累积流经滤纸411的表面的气流中的气溶胶；驱动装置412与滤纸411连接，用于带动滤纸411移动，以更换用于过滤并累积气溶胶的滤纸过滤表面。空气中的气溶胶随着气流进入密闭取样室10，经过滤纸411时颗粒较大的气溶胶被积累在滤纸411上，此时密闭取样室10中的探测装置42即可对滤纸上的累积气溶胶进行测量，从而得出空气中放射性气溶胶的活度浓度。

作为示例，请继续参考图2，在本申请的一个实施例中，驱动装置412包括主动轮4121及从动轮4122，主动轮4121及从动轮4122位于过滤并累积气溶胶的滤纸过滤表面的两侧，可以通过控制伺服电机动作并带动从动轮4122动作，以带动滤纸411移动，来更换用于过滤并累积气溶胶的滤纸过滤表面。

进一步地，请参考图3，在本申请的一个实施例中，所述探测装置42包括钝化注入平面硅探测器421，钝化注入平面硅探测器421的探测表面421a与滤纸411的过滤表面411a平行间隔设置，钝化注入平面硅探测器421的探测表面421a在滤纸411的过滤表面411a的正投影位于滤纸411的过滤表面411a的中部。

具体地，在本申请的一个实施例中，钝化注入平面硅探测器421的结构边缘均埋置在内部，不需要使用环氧封边剂，内部连接触点通过离子注入形成，并通过控制离子注入触点的电阻率来提高钝化注入平面硅探测器421的探测灵敏度。本申请中的钝化注入平面硅探测器421与硅表面位垒探测器和扩散结型探测器相比，至少包括如下优势：

1)入射窗坚固耐用，可方便清洗擦拭；

2)漏电流一般为硅表面位垒探测器和扩散结型探测器的1/8-1/100；

3)入射窗厚度小于相应的硅表面位垒探测器的入射窗厚度或扩散结型探测器的入射窗厚度。

由于本申请采用了钝化注入平面硅探测器421来探测待检测空气中的放射性气溶胶的含量，因此，本申请中的探测装置42至少具有上述优点，并且提高了本申请提供的气溶胶监测装置的探测效率及测量精度。

优选地，在本申请的一个实施例中，请继续参考图3，所述钝化注入平面硅探测器421的探测表面与滤纸411的过滤表面的间隔距离d为1mm-10mm，以避免在更换用于过滤并累积气溶胶的滤纸过滤表面的过程中，滤纸411的过滤表面411a会与探测器421的探测表面421a之间产生干涉；另外，避免了滤纸411的过滤表面411a的气溶胶对探测器421的探测表面421a产生污染，影响探测器421的探测效果及使用寿命。

进一步地，请参考图4，在本申请的一个实施例中，所述探测装置42还包括前置放大器422及多道分析器423，前置放大器422与钝化注入平面硅探测器421连接，用于将钝化注入平面硅探测器421提供的探测信号放大处理，以生成放大探测信号；多道分析器423与前置放大器422连接，用于接收所述放大探测信号，并根据所述放大探测信号生成用于反馈气溶胶中放射性物质含量的脉冲信号，以经由所述脉冲信号分析待检测的空气中的放射性气溶胶的含量。

进一步地，请参考图5，在本申请的一个实施例中，所述气溶胶监测装置还包括控制器50，控制器50与电磁阀30、多道分析器423均连接，用于控制电磁阀30的开闭及/或工作周期来控制气溶胶监测装置的测量模式，及经由所述密闭取样室的进气口流入的气流的流量；控制器50还用于接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号判断所述气溶胶中的放射性物质的含量。

进一步地，请参考图6a和图6b，在本申请的一个实施例中，所述气溶胶监测装置还包括触控显示屏60，触控显示屏60与控制器50连接，设置于支撑本体101的顶部，所述触控显示屏60的延伸方向与支撑本体101的高度方向之间的夹角a小于90度；触控显示屏60用于显示测量结果及/或测量参数；所述触控显示屏60还用于输入控制信号及/或配置参数。通过设置触控显示屏60以倾斜的方式布置在设备顶部，供客户进行查看和操作，避免弯腰或下蹲。本申请可以配置控制器50将气溶胶监测装置的实时检测数据保存，方便用户经由触控显示屏60获取保存的实时检测数据，也可以经由触控显示屏60以图形化的形式显示保存的实时检测数据，方便用户对实时检测数据处理分析。

作为示例，请继续参考图6a和图6b，在本申请的一个实施例中，可以通过触控显示屏60输入电磁阀30的工作周期参数，以控制电磁阀30的开闭及工作周期来控制气溶胶监测装置的测量模式为周期性测量模式，以周期性测量经由密闭取样室10的进气口流入的气流中的气溶胶的含量，最终密闭取样室10内的气流可以经由真空泵20的排气口21向外界流出。也可以选择通过控制电磁阀30的开闭及工作周期来控制气溶胶监测装置的测量模式为连续/周期组合测量模式，以多次测量，并求取多次测量结果的平均值作为最终的气溶胶的含量的测量结果，以实现对空气中气溶胶含量的精准测量。

作为示例，请继续参考图6a和图6b，在本申请的一个实施例中，可以设置触控显示屏60为分辨率低且面积小的触控显示屏，以节省成本的同时，方便用户经由触控显示屏60观察气溶胶监测装置的实时工作参数，或经由触控显示屏60配置气溶胶监测装置的工作参数。

进一步地，请参考图7，在本申请的一个实施例中，所述气溶胶监测装置还包括流量计70，流量计70设置于密闭取样室10与真空泵20之间的气流通路中，用于检测所述气流通路中的气体流量，以提高气溶胶监测装置的可视性。

进一步地，请参考图8a和图8b，在本申请的一个实施例中，所述气溶胶监测装置还包括储物盒81，储物盒81经由滑轨82与支撑本体101连接，储物盒81被配置为包括位于支撑本体101内部的第一状态(如图8a所示)、经由滑轨沿图8b中箭头所示的方向滑动的第二状态及部分滑出所述支撑本体的第三状态，以便于在储物盒81中放置附属物品，也方面用户将储物盒81通过滑轨82拉出。在本申请的其他实施例中，还可以在支撑本体101的正面设置可以打开的柜门(未图示)，当用户打开柜门时，可以将储物盒81经由滑轨82拉出，并进行其他对设备的调试或维护操作。由于将附属物品放置在储物盒81内后，可以将储物盒81经由滑轨82推入支撑本体101的内部，避免附属物品被尘土或雨水损坏的同时，方便用户放置及获取附属物品。

进一步地，请参考图8a和图8b，在本申请的一个实施例中，可以设置支撑本体101具有ip42防水等级。

上述本申请实施例中提供的气溶胶监测装置，利用密闭取样器和电磁阀实现了真空状态下的测量，解决了探测器和累积的气溶胶之间存在空气干扰的技术问题，显著地提升了对待检测气体中气溶胶的探测性能；本申请利用倾斜布置的触控显示屏，方便用户进行数据查看和分析；本申请利用内置的储物盒解决了设备在室外，无法方便的获取附件，或附件会被尘土或雨水损坏的问题；本申请利用倾斜布置的触控显示屏解决了对设备进行操作，需要下蹲或弯腰操作不方便的问题；本申请方便用户利用三种测量模式组合测量，解决了科研用户在测量时无法迅速调整测量模式的问题。

请注意，上述实施例仅出于说明性目的而不意味对本申请的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。