CN105510953A - 大气放射性气溶胶监测设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种大气放射性气溶胶监测设备，包括：采样装置，构造用于从大气中采集气溶胶样品；样品制备装置，构造用于将采样装置采集的气溶胶样品制备成符合检测要求的标准样品；检测装置，构造用于对所述标准样品进行分析以获得其中含有的放射性物质的信息；通讯装置，构造成用于将检测装置检测的结果传送给中心站；和控制装置，构造用于对采样装置、样品制备装置、检测装置和通讯装置的操作进行控制，以使得各个装置的操作连续自动执行；其中，所述采样装置、样品制备装置、检测装置、通讯装置和控制装置集成为一体。本申请的大气放射性气溶胶监测设备实现了大气放射性气溶胶的全自动化、一站式实时监测。
Description
技术领域
本申请涉及大气环境监测技术领域，尤其涉及一种大气放射性气溶胶监测设备。
背景技术
随着人类对其生存环境的日益关注，已经采用各种手段对大气污染物进行监测。大气放射性气溶胶监测是其中的一种，主要用于对大气中的放射性物质进行监测。
现有的大气放射性气溶胶监测设备多数采用手动的方式操作，每一次采样均需要工作人员放入干净的滤纸，等采样完成后需要有人取走滤纸，然后带回到实验室进行分析测量，获得监测结果。
这种监测设备因为是手工操作，比较费时费力，因采样样品需带回实验室分析也就无法做到实时给出测量结果；同样由于采集需要人员操作，在环境恶劣时测试就会中断；基于这个原因也无法将仪器布置于地处偏僻，人员难以到达的地点，而恰恰这些地点又是非常适宜辐射检测的地点，如山顶，旷野等。
针对现有放射性气溶胶设备工作中需要人工频繁干预，无法做到自动化实时采样测量的缺点，需要设计一种全自动化、实时测量的放射性气溶胶监测设备以代替现有的监测设备。
发明内容
本发明旨在提供一种全自动化、实时测量的放射性气溶胶监测设备，其能够在人工干预最少的情况下实时地监测大气环境中的放射性物质的情况。
为此，本发明的实施例提供一种大气放射性气溶胶监测设备，包括：
采样装置，所述采样装置构造用于从大气中采集气溶胶样品；
样品制备装置，所述样品制备装置构造用于将采样装置采集的气溶胶样品制备成符合检测要求的标准样品；
检测装置，所述检测装置构造用于对所述标准样品进行分析以获得其中含有的放射性物质的信息；
通讯装置，所述通讯装置构造成用于将检测装置检测的结果传送给中心站；和
控制装置，所述控制装置构造用于对采样装置、样品制备装置、检测装置和通讯装置的操作进行控制，以使得各个装置的操作连续自动执行；
其中，所述采样装置、样品制备装置、检测装置、通讯装置和控制装置集成为一体。
利用本发明的大气放射性气溶胶监测设备，在控制装置的控制下，采样装置自动采集空气中的气溶胶颗粒，样品制备装置对采集到的气溶胶自动制备样品，然后检测装置自动对样品进行分析和识别，最后通讯装置将识别结果通过网络自动传送给中心站，从而实现了大气气溶胶放射性监测的无人化、一站式操作。
根据本发明的一个实施例，所述采样装置包括：
气体通道，所述气体通道具有进气口和出气口；
采样电机，所述采样电机驱动大气由进气口进入气体通道并从出气口排出；和
滤纸，所述滤纸设置在所述气体通道中，用于截留大气中的气溶胶颗粒，以形成气溶胶样品。
根据本发明的一个实施例，所述采样装置还包括：
滤纸传送单元，所述滤纸传送单元构造用于将滤纸传送到采样位置和将完成采样的滤纸传送到样品制备装置。
根据本发明的一个实施例，所述滤纸为卷筒式滤纸，所述采样装置包括存放卷筒式滤纸的卷轴。
根据本发明的一个实施例，所述滤纸传送单元包括传送辊。
根据本发明的一个实施例，所述样品制备装置包括：
滤纸切割单元，所述滤纸切割单元构造用于将完成采样的滤纸裁切成多个标准尺寸的滤纸块；和
样品盒，用于以叠置的方式存放多个滤纸块以形成标准样品。
根据本发明的一个实施例，所述滤纸切割单元包括三轴机械手。
根据本发明的一个实施例，所述样品盒包括能够被条码读取器读取的条码。
根据本发明的一个实施例，所述样品制备装置还包括样品工作台，所述滤纸切割单元在样品工作台上完成滤纸的裁切；并且
所述样品工作台包括衰变位，制备完成的样品盒在衰变位上进行一定时间的衰变。
根据本发明的一个实施例，所述的大气放射性气溶胶监测设备，还包括：废滤纸回收单元，所述废滤纸回收单元构造用于回收切割后的废滤纸碎片。
根据本发明的一个实施例，所述检测装置包括能谱分析仪，用于对样品盒中的样品进行伽玛放射性核素分析与识别。
根据本发明的一个实施例，所述三轴机械手还包括吸盘，用于在样品制备装置和检测装置之间传送样品盒。
为了使本发明的目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的大气放射性气溶胶监测设备侧面示意图；
图2是图1所示的是大气放射性气溶胶监测设备的平面示意图；以及
图3是示出滤纸的裁切和样品制备过程的示意图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。另一方面，公知的结构和装置没有图示以简化附图。
图1是根据本发明的一个实施例的大气放射性气溶胶监测设备侧面示意图。图2是图1所示的是大气放射性气溶胶监测设备的平面示意图。图3是示出滤纸的裁切和样品制备过程的示意图。
如图1-3所示，本发明的实施例提供一种大气放射性气溶胶监测设备，总体包括：采样装置100，所述采样装置100构造用于从大气中采集气溶胶样品；样品制备装置200，所述样品制备装置用于将采样装置100采集的气溶胶样品制备成符合检测要求的标准样品；检测装置300，用于对标准样品进行分析以获得其中含有的放射性物质的信息；通讯装置(未示出)，用于将检测装置300检测的结果传送给中心站(未示出)；控制装置400，用于对采样装置100、样品制备装置200、检测装置300和通讯装置的操作进行控制，以使得各个装置的操作连续自动执行。所述采样装置、样品制备装置200、检测装置300、通讯装置和控制装置400相互机械和电气连接，集成为一体。
具体地，如图1和2所示，采样装置100包括电机部分100a和采样部分100b。电机部分100a和采样部分100b通过气体通道102连通。所述气体通道102具有进气口103和出气口104。电机部分100a包括采样电机101，所述采样电机101驱动大气由进气口103进入气体通道102并从出气口104排出；采样装置100还包括滤纸105，所述滤纸105设置在所述气体通道102中，用于截留大气中的气溶胶颗粒，以形成气溶胶样品。
如图1所示，气体通道102为L形弯管结构，弯管结构的水平部分连接到抽吸用采样电机101，弯管结构的竖直部分固定在机械框架500上。该机械框架500的顶部的一侧设置有卷轴501，卷筒式滤纸105卷绕在所述卷轴501上。并且，所述采样部分100b还包括滤纸传送单元，具体为滚轴502和503，所述滚轴502和503构造用于将滤纸105沿X方向(图3)传送到机械框架500顶部的采样位置。然后，采样电机101启动，根据控制装置400设置的流量(例如空气以600-1000m3/h的流速穿过滤纸)和时间长度采集大气。如图3所示，空气沿Y方向穿过滤纸105，以将空气中的气溶胶颗粒收集在滤纸105中。采样后的大气经由出气口104排出。采样完成后，滚轴502和503继续转动，将完成采样的滤纸105传送到样品制备装置200中。
样品制备装置200包括机械框架600，其上固定有滤纸切割单元，用于将完成采样的滤纸105裁切成多个标准尺寸的滤纸块106。具体地，如图1-3所示，滤纸切割单元的示例可以包括三轴机械手201、202和203。三轴机械手201、202和203带有切割刀片。气溶胶采集结束后，三轴机械手201、202和203配合滤纸传送辊502和503的移动把含有气溶胶的滤纸105裁成多个标准尺寸的滤纸块106。切割后剩余的废滤纸碎片则收集到废滤纸回收盒108(图3)中。
如图1和2所示，采样装置的机械框架500和样品制备装置200的机械框架600可以形成一个整体，以便于滤纸的传送和样品的制备。控制装置400可以设置在样品制备装置200的机械框架600中，位于样品工作台601的下面。
如图2所示，样品制备装置200的机械框架600的顶部设置有样品工作台601，三轴机械手在样品工作台601上完成滤纸的裁切。在样品工作台601上放置多个样品盒107，多个滤纸块106以叠置的方式存放在样品盒107中，以制成标准样品。具体地，三轴机械手201、202和203带有吸盘，在滤纸105被裁成多个标准尺寸的滤纸块106后，滤纸块106被三轴机械手的吸盘吸取并依次叠放在样品盒107中。装盒完成，三轴机械手会从样品工作台601的盒盖存储位110取盒盖(未示出)，并盖上样品盒107。
样品盒107可以包括能够被样品工作台601上设置的条码读取器602读取的条码。在样品盒装盒完成后，条码读取模块602会读取样品盒的条码并记录入系统。所述样品工作台601还包括衰变位109。三轴机械手201、202和203会将制备完成的样品盒107放入样品工作台601的衰变位109，进行一定时长的衰变。完成衰变的样品盒经三轴机械手201、202和203通过吸盘传送至检测装置300的检测位置。
检测装置300包括能谱分析仪，具体可为高纯锗γ分析仪，用于对样品盒107中的样品进行伽玛放射性核素分析与识别。检测装置300包括铅室传送臂901、铅室902和铅室机械臂903。样品盒107衰变完成后，铅室传送臂901打开铅室902，三轴机械手201、202和203将样品盒107放入铅室机械臂903上的分析位904，然后铅室902关闭。控制装置600(图1)会启动能谱分析仪对样品进行能谱分析；等能谱分析完毕后，铅室902会打开，然后三轴机械手201、202和203会通过吸盘将分析完成的样品盒107取出并丢入样品工作台601的回收筒(未示出)里。
如上所述，整个系统的采样、制备、衰变和分析四个流程是以流水线方式工作，也即每流程完成当前的工作后都会马上投入下一次的工作，而不会等待其他流程工作完成后再开始；从而使整个系统实现7x24小时对大气进行不间断地辐射监测。并且，监测得到的分析结果可通过通讯装置例如通过互联网实时传送给监控中心站。
本发明技术方案的有益效果
1.此设备实现了大气气溶胶采集分析过程的完全自动化，操作人员只需要每个月现场操作一次，完成滤纸更换，样品空盒补充，废纸盒与废纸清空的工作即可。解决了目前的气溶胶采集站每次采集都需要人员全程参与的问题。
2.由于这个设备具备现场实时能谱分析识别的功能，工作人员在中心监控站通过网络即可实时了解现在采集的气溶胶的能谱结果，而不用等去现场拿回样品分析后才知道。从而大大提高对辐射危害的响应速度。
上述实施例仅例示性的说明了本发明的原理及构造，而非用于限制本发明，本领域的技术人员应明白，在不偏离本发明的总体构思的情况下，对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。本发明的保护范围，应如本申请的权利要求书所界定的范围为准。应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。
Claims (12)
1.一种大气放射性气溶胶监测设备，包括：
采样装置，所述采样装置构造用于从大气中采集气溶胶样品；
样品制备装置，所述样品制备装置构造用于将采样装置采集的气溶胶样品制备成符合检测要求的标准样品；
检测装置，所述检测装置构造用于对所述标准样品进行分析以获得其中含有的放射性物质的信息；
通讯装置，所述通讯装置构造成用于将检测装置检测的结果传送给中心站；和
控制装置，所述控制装置构造用于对采样装置、样品制备装置、检测装置和通讯装置的操作进行控制，以使得各个装置的操作连续自动执行；
其中，所述采样装置、样品制备装置、检测装置、通讯装置和控制装置集成为一体。
2.根据权利要求1所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，所述采样装置包括：
气体通道，所述气体通道具有进气口和出气口；
采样电机，所述采样电机驱动大气由进气口进入气体通道并从出气口排出；和
滤纸，所述滤纸设置在所述气体通道中，用于截留大气中的气溶胶颗粒，以形成气溶胶样品。
3.根据权利要求2所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，所述采样装置还包括：
滤纸传送单元，所述滤纸传送单元构造用于将滤纸传送到采样位置和将完成采样的滤纸传送到样品制备装置。
4.根据权利要求2所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，所述滤纸为卷筒式滤纸，所述采样装置包括存放卷筒式滤纸的卷轴。
5.根据权利要求3所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，所述滤纸传送单元包括传送辊。
6.根据权利要求1所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，所述样品制备装置包括：
滤纸切割单元，所述滤纸切割单元构造用于将完成采样的滤纸裁切成多个标准尺寸的滤纸块；和
样品盒，用于以叠置的方式存放多个滤纸块以形成标准样品。
7.根据权利要求6所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，所述滤纸切割单元包括三轴机械手。
8.根据权利要求6所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，所述样品盒包括能够被条码读取器读取的条码。
9.根据权利要求6所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，
所述样品制备装置还包括样品工作台，所述滤纸切割单元在样品工作台上完成滤纸的裁切；并且
所述样品工作台包括衰变位，制备完成的样品盒在衰变位上进行一定时间的衰变。
10.根据权利要求6所述的大气放射性气溶胶监测设备，还包括：
废滤纸回收单元，所述废滤纸回收单元构造用于回收切割后的废滤纸碎片。
11.根据权利要求2所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，所述检测装置包括能谱分析仪，用于对样品盒中的样品进行伽玛放射性核素分析与识别。
12.根据权利要求7所述的大气放射性气溶胶监测设备，其中，
所述三轴机械手还包括吸盘，用于在样品制备装置和检测装置之间传送样品盒。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160420 |