一种气溶胶光度计校准系统的制作方法

1.本实用新型涉及检测仪器校准技术领域，尤其涉及一种气溶胶光度计校准系统。


背景技术：

2.对于气溶胶进行采样检测的仪器，需要通过校准标定来实现光度计的准确和稳定性。jjf1800-2020气溶胶光度计校准规范中规定使用28.3l采样器校准精密气溶胶光度计以及使用精密光度计校准普通气溶胶光度计。目前，通常需要两套校准系统来分别对精密气溶胶光度计和普通气溶胶光度计进行校准，校准过程繁琐，效率低。
3.本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

4.针对背景技术中指出的问题，本实用新型提出一种气溶胶光度计校准系统，其能够提供四路自动切换的气溶胶流路，整个系统设计合理，操作简便，在气路中对气溶胶无损耗，可通过电磁阀、针阀的调整自由切换管路流向及等效模拟负载，保证实验效果。
5.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
6.本实用新型提供一种气溶胶光度计校准系统，包括：
7.气溶胶发生模块，用于输出均匀的气溶胶；
8.第一支路，其上设有用于控制管路通断的第一控制阀，所述第一支路的末端设置精密光度计；
9.第二支路，其上设有用于控制管路通断的第二控制阀，所述第二支路上设有自动换膜装置，所述自动换膜装置内设有多个滤膜，所述自动换膜装置转动以将其中一所述滤膜与所述第二支路正对连通；
10.第三支路，其上设有用于控制管路通断的第三控制阀，所述第三支路上设有针阀；
11.第四支路，其上设有用于控制管路通断的第四控制阀，所述第四支路的末端设置被测光度计；
12.四通连接器，其四个接口分别与所述气溶胶发生模块、所述第一支路、所述第二支路以及所述第三支路对应连接；
13.二位三通电磁阀，其一个进气口与所述第二支路的末端连接，另一个进气口与所述第三支路的末端连接，其出气口连接采样器。
14.本技术一些实施例中，所述二位三通电磁阀包括阀体，所述阀体内设有安装腔，所述阀体上设有与所述安装腔连通的第一通孔、第二通孔以及第三通孔，所述第二通孔和所述第三通孔设于与所述第一通孔相对的一侧，所述第一通孔与所述采样器连接，所述第二通孔与所述第二支路的末端连接，所述第三通孔与所述第三支路的末端连接，在同一时间所述第二通孔和所述第三通孔中的一者与所述第一通孔连通；
15.所述安装腔内设有第一密封柱和第二密封柱，所述第一密封柱用于封堵所述第二
通孔，所述第二密封柱用于封堵所述第三通孔。
16.本技术一些实施例中，所述二位三通电磁阀还包括线圈、静铁芯以及动铁芯，所述阀体内设有第一阀座和第二阀座，所述安装腔位于所述第一阀座和所述第二阀座之间，所述线圈和所述静铁芯设于所述第一阀座内，所述动铁芯的一端穿过所述第一阀座、通过弹簧与所述静铁芯连接，所述动铁芯的另一端穿过所述第二阀座、通过弹簧与所述第二阀座连接，第一密封柱和所述第二密封柱间隔地设于所述动铁芯上。
17.本技术一些实施例中，所述第一密封柱和所述第二密封柱的顶部分别通过弹簧设有密封塞，所述密封塞的顶部呈弧形结构。
18.本技术一些实施例中，所述第一控制阀、所述第二控制阀以及所述第四控制阀均为二通电动球阀；
19.所述二通电动球阀包括球阀、舵机以及第三阀座，所述第三阀座用于安装所述球阀和所述舵机，所述球阀的转轴与所述舵机的转轴之间通过联轴器连接，所述联轴器上设有遮光片，所述第三阀座上设有第一光耦和第二光耦，所述第一光耦与所述第二光耦之间具有夹角，通过所述第一光耦和所述第二光耦感知所述遮光片来控制所述球阀的关闭与开启。
20.本技术一些实施例中，所述第三阀座包括底板，所述底板的一端侧设有第一竖向板，所述底板的另一端侧设有第二竖向板，所述第二竖向板的顶部设有横向延伸板；
21.所述舵机固定设于所述底板的底部，所述底板上设有供所述舵机的转轴向上伸出的开孔；
22.所述球阀的一端固定设于所述横向延伸板上；
23.所述第一光耦设于所述第一竖向板的内侧壁上，所述第一竖向板的内侧壁上还设有连接板，所述第二光耦设于所述连接板上。
24.本技术一些实施例中，所述自动换膜装置包括壳体，所述壳体内形成内腔，所述内腔中设有转盘，所述转盘上设有多个用于夹持滤膜的滤膜夹，所述壳体上设有进气接嘴和出气接嘴，所述转盘转动使其中一所述滤膜正对于所述进气接嘴和所述出气接嘴。
25.本技术一些实施例中，所述壳体包括底壳和上盖，所述底壳与所述上盖密封连接形成所述内腔。
26.本技术一些实施例中，所述转盘为圆型，多个所述滤膜夹沿所述转盘的周向均匀间隔布置。
27.本技术一些实施例中，所述第三控制阀为两通常闭电磁阀。
28.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：
29.该气溶胶光度计校准系统能够有效的调整气路切换系统的负载，采用无损电磁阀可多路自动切换；
30.可实现自动换膜，减少人力及人工操作产生的误差，操作便捷；
31.可将气溶胶损耗降到最低，可准确测量出气溶胶浓度，从而提高被校仪器数据的准确性。
32.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为根据实施例的气溶胶光度计校准装置的系统示意图；
35.图2为根据实施例的二位三通电磁阀的结构示意图；
36.图3为根据实施例的二通电动球阀的结构示意图；
37.图4为根据实施例的二通电动球阀的爆炸图；
38.图5为根据实施例的自动换膜装置的结构示意图；
39.图6为根据实施例的自动换膜装置的内部转盘与滤膜夹的结构示意图；
40.附图标记：
41.110-第一支路，120-第二支路，130-第三支路，140-第四支路；
42.210-第一控制阀，220-第二控制阀，230-第三控制阀，240-第四控制阀，250-针阀；
43.300-气溶胶发生模块；
44.400-自动换膜装置，410-转盘，420-滤膜，430-滤膜夹，440-上盖，450-底壳，460-进气接嘴，470-出气接嘴；
45.500-二位三通电磁阀，510-阀体，511-第一阀座，512-第二阀座，513-安装腔，520-第一密封柱，530-第二密封柱，540-密封塞，550-线圈，560-静铁芯，570-动铁芯，580-弹簧，591-第一通孔，592-第二通孔，593-第三通孔；
46.600-二位电动球阀，610-舵机，620-球阀，630-第三阀座，631-底板，632-第一竖向板，633-第二竖向板，634-横向延伸板，635-连接板，636-开孔，640-联轴器，650-遮光板，660-第一光耦，670-第二光耦，680-控制板；
47.700-四通连接器；
48.810-精密光度计，820-被测光度计，830-采样器。
具体实施方式
49.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
50.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
51.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
52.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
53.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
55.本实施例公开一种气溶胶光度计校准系统，参照图1，其主要包括气溶胶发生模块300、第一支路110、第二支路120、第三支路130、第四支路140、四通连接器700、二位三通电磁阀500等。
56.气溶胶发生模块300用于向校准系统提供混合均匀的气溶胶，其具体结构可以采用现有技术中已有的模块，本实施例不做具体阐述。
57.第一支路110上设有用于控制管路通断的第一控制阀210，第一支路110的末端设置精密光度计810。
58.第二支路120上设有用于控制管路通断的第二控制阀220，第二支路120上设有自动换膜装置400，自动换膜装置400内设有多个滤膜420，自动换膜装置400转动以将其中一个滤膜420与第二支路120正对连通。
59.第三支路130上设有用于控制管路通断的第三控制阀230，第三支路130上设有针阀250，第三控制阀130为两通常闭电磁阀。
60.第四支路140上设有用于控制管路通断的第四控制阀240，第四支路140的末端设置被测光度计820。
61.四通连接器700的四个接口分别与气溶胶发生模块300、第一支路110、第二支路120以及第三支路130对应连接。
62.二位三通电磁阀500的一个进气口与第二支路120的末端连接，另一个进气口与第三支路130的末端连接，其出气口连接28.3l的采样器830。
63.试验开始，第一控制阀210开启，第一支路110打开，第二控制阀220、第三控制阀230以及第四控制阀240均关闭，第二支路120、第三支路130以及第四支路140均关闭，从气溶胶发生模块300输出的混合均匀的气溶胶经无损耗四通连接器700进入第一支路110，到达精密光度计810，待其示值稳定，监测浓度和调节气溶胶发生模块的浓度；
64.然后，第一控制阀210关闭，第一支路110关闭，第二控制阀220和第四控制阀240开启，第二支路120和第四支路140打开，第三支路130继续关闭，一路气溶胶经第二支路120，经过自动换膜装置上的滤膜420，然后进入采样器830，在此过程中，另一路气溶胶经第四支路140进入被测光度计820，待采样时间达到设定值后，将第二控制阀220和第二支路120关闭，第三控制阀230和第三支路130开启，第四支路140继续保持打开，气溶胶由第二支路120切换进入第三支路130，调节针阀250开度等效第二支路120上滤膜负载，第三支路130的开启是为了“滤膜称重法”第二支路120称滤膜时一直保持气溶胶浓度恒定；
65.一个滤膜采样完成后，通过自动换膜装置400将另一个未使用的滤膜自动旋转到进气口继续采样，全部采样完成后取出滤膜进行称重，计算气溶胶浓度，然后校准被测光度计。
66.该校准系统通过开闭第一支路110、第二支路120以及第四支路140上的控制阀可以使气溶胶无损通过气溶胶发生口至采样口之间的管路，分别进入采样器830、精密光度计810或被测光度计820。
67.通过第三控制阀230的开断配合针阀250模拟滤膜运行时负载，当第三控制阀230开启时运行28.3l采样器830与气溶胶发生模块300之间第三支路130的气路保持流量稳定，待第三支路130流量稳定后关闭第三控制阀230的同时开启第二控制阀220使气流平稳过渡到第二支路120，保证了第三支路130与第二支路120之间气路切换的流量稳定性，减小了系统误差。
68.该校准系统设计合理，操作简便，密封性好，在气路中对气溶胶无损耗，可通过电磁阀、针阀的调整自由切换管路流向及等效模拟负载，保证实验效果，实验使用气溶胶经过采样器内置高效过滤器过滤后排出，减少带来的环境污染。
69.本技术一些实施例中，参照图2，二位三通电磁阀500包括阀体510，阀体510内设有安装腔513，阀体510上设有与安装腔513连通的第一通孔591、第二通孔59以及第三通孔593，第二通孔592和第三通孔593设于与第一通孔591相对的一侧，第一通孔591与采样器830连接，第二通孔592与第二支路120的末端连接，第三通孔593与第三支路130的末端连接。
70.安装腔513内设有第一密封柱520和第二密封柱530，第一密封柱520用于封堵第二通孔592，第二密封柱530用于封堵第三通孔593。
71.在同一时间第二通孔592和第三通孔593中的一者与第一通孔591连通，也即第二支路120打开、第三支路130关闭时，第二通孔592与第一通孔591连通，第三通孔593被第二密封柱530封堵；第二支路120关闭、第三支路130打开时，第三通孔593与第一通孔591连通，第二通孔592被第一密封柱520封堵。
72.本技术一些实施例中，第一密封柱520和第二密封柱530的运动通过以下结构实现的：二位三通电磁阀500还包括线圈550、静铁芯560以及动铁芯570，阀体510内设有第一阀座511和第二阀座512，安装腔513位于第一阀座511和第二阀座512之间，线圈550和静铁芯560设于第一阀座511内，动铁芯570的一端穿过第一阀座511、通过弹簧580与静铁芯560连接，动铁芯570的另一端穿过第二阀座512、通过弹簧580与第二阀座512连接，第一密封柱520和第二密封柱530间隔地设于动铁芯570上。
73.线圈550通电，通过动铁芯570的运动来带动第一密封柱520和第二密封柱530的运
动。初始状态下，线圈550不通电，第二通孔592与第一通孔591连通，动铁芯570在弹簧580的作用下被紧紧地顶在一侧，此时第三通孔593被第二密封柱530封堵；工作状态下，线圈550通电，动铁芯570在电磁力的推动下向另一侧运动，此时第一通孔591与第三通孔593连通，第二通孔592被第一密封柱520封堵。
74.二位三通电磁阀500解决了传统操作过程中手动切换气路所浪费的人力和时间，使得整台仪器自动化水平进一步提升。
75.本技术一些实施例中，第一密封柱520和第二密封柱530的顶部分别通过弹簧设有橡胶材质的密封塞540，密封塞540的顶部呈弧形结构，密封塞540将第二通孔592和第三通孔593封堵，密封性更好。
76.第一密封柱520和第二密封柱530在动铁芯570的带动下运动至其中一个密封塞540正对通孔时，弹簧将密封塞540顶起以将通孔封堵，密封塞540从通孔处移开时弹簧受力压缩，密封塞540被拉回原位。
77.本技术一些实施例中，第一控制阀210、第二控制阀220以及第四控制阀240均为二通电动球阀600，参照图3和图4，二通电动球阀600包括球阀620、舵机610以及第三阀座630，第三阀座630用于安装球阀620和舵机610，球阀620的转轴与舵机610的转轴之间通过联轴器640连接，联轴器640上设有遮光片650，第三阀座630上设有第一光耦660和第二光耦670，第一光耦660与所第二光耦670之间具有90
°
夹角，通过第一光耦660和第二光耦670感知遮光片650来控制球阀620的关闭与开启。
78.该二位电动球阀600为一种无截留电动球阀，使气溶胶发生后经过系统气路的过程中损耗降至最低，使得整个发生系统精度得到极大提升。
79.本技术一些实施例中，第三阀座630包括底板631，底板631的一端侧设有第一竖向板632，底板的另一端侧设有第二竖向板633，第二竖向板633的顶部设有横向延伸板634，第一竖向板632和第二竖向板633位于底板631的同一侧。
80.舵机610固定设于底板631的底部，底板631上设有供舵机610的转轴向上伸出的开孔636。球阀620的一端固定设于横向延伸板634上，另一端为球阀620的转轴，而球阀620的转轴通过联轴器640与舵机610的转轴连接，这样球阀620的左右两端都有支撑结构，结构稳固。
81.第一光耦660设于第一竖向板632的内侧壁上，第一竖向板632的内侧壁上还设有连接板635，连接板635与第一竖向板632垂直，第二光耦670设于连接板635上。第一竖向板632的外侧壁上设有控制板680。
82.舵机610启动，带动球阀620的转轴和联轴器640转动，遮光板650随联轴器640同步转动，通过第一光耦660和第二光耦670来感知遮光片650的位置，进而控制球阀620的关闭与开启。
83.本技术一些实施例中，参照图5和图6，自动换膜装置400包括壳体，壳体为扁平状的盘状结构，壳体内形成内腔，内腔中设有转盘410，转盘410上设有多个用于夹持滤膜的滤膜夹430，壳体上设有进气接嘴460和出气接嘴470，转盘410转动使其中一滤膜正对于进气接嘴460和出气接嘴470。
84.转盘410由电机（未图示）驱动进行转动，转盘410上可以一次放置多个滤膜420，当一个滤膜420正对进气接嘴460和出气接嘴470完成采样后，转盘410转动，将下一个未使用
的滤膜420转动至正对进气接嘴460和出气接嘴470继续进行采样，这样就可以连续完成多个滤膜的采样，自动换膜，减少人力及人工操作产生的误差，操作便捷。
85.本技术一些实施例中，壳体包括底壳450和上盖440，底壳450与上盖440密封连接形成内腔，更换滤膜时，将上盖440打开。
86.转盘410为圆型，多个滤膜夹430沿转盘410的周向均匀间隔布置。
87.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
88.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。