基于振荡天平法粉尘测量的自动换膜装置
技术领域
本属于环保设备领域，具体涉及一种基于振荡天平法粉尘测量的自动换膜装置。
背景技术
工矿企业在生产过程中，会产生大量的粉尘，粉尘在一定条件下具有爆炸性，粉尘不仅对安全生产造成危险，也严重影响了工人的健康安全，因此需要实时准确地检测空气中粉尘浓度的含量。
用粉尘采样器对粉尘浓度进行监测是预防危害的有效手段，但这种测量方式不能进行实时的在线监测，它的测量原理主要是将釆样器滤膜上过滤的粉尘进行称量得出其重量，然后与单位时间内通过的气体的流量之间进行比较，计算出单位时间内空气中粉尘的含量。
目前粉尘测量方法中，振荡天平法测量粉尘浓度是最近几年研究的趋势，相比与传统的滤膜称重法，减少了烘干、称重、计算等环节，省时省力，能真正做到和粉尘的自动监测。振荡天平法测量粉尘核心思想是利用物体固有频率与其自身的质量间有某种固定的函数关系，确定了物体的固有频率就可以间接得到物体的重量。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供了一种基于振荡天平法粉尘测量的自动换膜装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于振荡天平法粉尘测量的自动换膜装置包括存膜机构、取膜机构、废膜收集盒，所述存膜机构由步进电机、联轴器、滤膜转盘、滤膜转盘底座、滤膜组件和接近开关传感器组成，所述取膜机构由丝杆滑台，U型叉和接近开关传感器组成，所述的丝杆滑台通过连接板搭成倒T型结构，所述的U型叉固定在丝杆滑台上，所述的滤膜转盘、U型叉、废膜收集盒的中心点和锥形玻璃管的中心点固定在一条直线上，所述的丝杆滑台平行于所述直线固定。
本发明中主要包括丝杆滑台，滤膜转盘，U型叉，废膜盒，接近开关传感器，装置结构简单，操作方便，滤膜转盘可同时储存多个滤膜组件，且更换滤膜位置准确。
优选的，所述的滤膜转盘有六层，每层转盘上有五个凹槽，滤膜托盘下端通过插在圆柱上放置，每层转盘可以放置五个滤膜组件；滤膜转盘顶端为一个提手，方便将滤膜转盘与滤膜转盘底座分离，滤膜转盘与滤膜转盘底座连接，滤膜转盘底座通过联轴器和步进电机连接。
优选的，滤膜转盘底座下端固定有一个接近开关传感器。
优选的，凹槽的直径为5.2mm，每个凹槽中又有一个直径为2mm，高度为3mm的圆柱。
优选的，所述的滤膜组件包括滤膜和滤膜托盘，滤膜托盘采用的是软胶材料，滤膜托盘上端凹槽处放置滤膜，滤膜托盘的凹槽中心开有小孔使得滤膜托盘下端能与锥形玻璃管顶端连接。
优选的，所述的U型叉顶端有个开口，开口的下端有一个凹槽，凹槽大小与滤膜托盘上端大小一致，使得滤膜组件能够完全落入凹槽之中，保证移动时滤膜组件的位置不变，开口上端有个小孔，防止U型叉压坏锥形玻璃管。
优选的，所述的废膜收集盒顶端有一个挡板和支点，使得滤膜组件能够滑落至废膜收集盒中。
有益效果：本发明设计了一种基于振荡天平法粉尘测量的自动换膜装置，完善了测量装置的自动化程度，避免了人工换膜对测量带来的误差，同时降低了作业人员的劳动强度。
附图说明
图1为本发明自动换膜装置的结构示意图。
图2为本发明自动换膜装置滤膜组件的结构示意图。
图3为本发明自动换膜装置滤膜转盘的结构示意图。
图4为本发明自动换膜装置U型叉的结构示意图。
图5为本发明自动换膜装置废膜收集盒的结构示意图。
其中：1—丝杆滑台1，2—丝杆滑台2，3—U型叉，4—步进电机，5—联轴器，6—接近开关传感器，7—滤膜转盘，8—滤膜组件，9—玻璃管固定底座，10—锥形玻璃管，11—连接板，12、13、14、15、16—接近开关传感器，17—废膜收集盒，18—滤膜转盘底座，19—滤膜托盘，20—滤膜，21—废膜收集盒挡板，22—废膜收集盒支点。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1至图5所示，一种基于振荡天平法粉尘测量的自动换膜装置，包括存膜机构、取膜机构、废膜收集盒，所诉存膜机构由步进电机4、联轴器5、滤膜转盘7、滤膜转盘底座18、滤膜组件8和接近开关传感器6组成，滤膜组件8由滤膜托盘19和滤膜20组成，滤膜20放置在滤膜托盘19上，联轴器5将步进电机轴和滤膜转盘底座18的轴相连接，滤膜转盘7和滤膜转盘底座18连接，滤膜转盘底座18下端装有一个接近开关传感器6，取膜机构由丝杆滑台1，丝杆滑台2，U型叉3和接近开关传感器(12、13、14、15、16)组成，丝杆滑台由滚珠丝杆、铝合金型材、滚珠丝杆支撑座、滑台、联轴器、步进电机组成。丝杆滑台1和丝杆滑台2通过连接板11搭成倒T型结构，U型叉3固定在丝杆滑台2的滑块上，这样使得U型叉3能够在水平和竖直方向上移动，丝杆滑台1和丝杆滑台2上都装有3个接近开关传感器，用于判断滑块负极限位置，原点位置，正极限位置，将存膜机构固定在锥形玻璃管10右边，将废膜收集盒17固定在锥形玻璃管10左边，并且将滤膜转盘7、锥形玻璃管10、U型叉3、废膜收集盒17的中心点保持在同一条直线上，将搭好的丝杆滑台平行于该条直线固定。
基于上述结构设计，基于振荡天平法粉尘测量的自动换膜装置解决了人工换膜的繁琐过程和人工换膜对测量结果可能带来的一些不确定的影响，本发明的滤膜转盘能够存储30个滤膜组件，通过存膜机构、取膜机构和废膜收集盒的有效组合，实现了全自动的换膜。总之，本发明结构简单，工作可靠，更换滤膜位置准确。
工作原理：系统上电工作时，通过接近开关传感器，让滤膜转盘7和滑块回到原点位置，通过控制丝杆滑台电机转动，带动U型叉3运动，将在锥形玻璃管10上端的滤膜组件取下，将U型叉3移动至废膜收集盒17处，通过与废膜收集盒挡板21和废膜收集盒支点22的配合，使得滤膜组件8自动滑落至废膜收集盒17中。换膜时，控制丝杆滑台电机转动，带动U型叉3运动，将U型叉3移动至滤膜转盘7处取走准备好的滤膜组件，当取走滤膜组件后控制滤膜转盘下端的步进电机4转动，将滤膜转盘7转动一定角度，使得滤膜组件正好位于上个滤膜组件的位置，然后将U型叉3移动至锥形玻璃管处10，将滤膜组件压到锥形玻璃管10上，完成一次换膜后，滑台再次回到原点位置等待下一次换膜。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
