PM2.5采樣器自動換膜裝置及其使用方法

汪鋒 樊海春 張濤 李勇 劉金星 高建民

摘要：設計了一種PM_2.5采樣器自動換膜裝置及其使用方法，該換膜裝置包括線性模組、氣動手爪、接近傳感器、切割器連接座、下壓氣缸、導向槽頂蓋、導向槽座、濾膜存儲桶、密閉氣缸、密閉連接頭、濾膜加載桶和連接座，線性模組水平放置，底面通過螺栓與連接座連接，氣動手爪通過螺栓安裝在線性模組的滑動組件上，線性模組可帶動氣動手爪進行平穩精準的水平方向移動，導向槽座通過螺栓水平安裝在連接座上，濾膜加載桶和濾膜存儲桶通過L型槽安裝在導向槽座下方，密閉氣缸通過螺栓固定在導向槽座的下方，密閉連接頭通過螺紋連接于密閉氣缸上。采用電動結合氣動方式，結構合理，拆卸方便，穩定性強。

關鍵詞：PM_2.5，采樣器，自動換膜

中圖分類號：X851

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）14-0146-02

1引言

目前，空氣質量監測中用于采集PM_2.5的儀器多為單膜采樣器，相對自動換膜采樣器來說操作頻率較頻繁，人工操作工時較長。而目前自動換膜采樣器的換膜機構大多采用純氣動方式，這種換膜方式精度低.穩定性差，受環境因素影響較大，也需要進一步改進。

2 自動換膜裝置結構

為此，提出了一種PM_2.5采樣器自動換膜裝置及其使用方法，采用電動結合氣動方式，結構合理，拆卸方便，穩定性強，解決了自動換膜采樣器換膜精度低，穩定性差等問題。

為實現上述目的，采取的技術方案為：PM_2.5采樣器自動換膜裝置，包括線性模組、氣動手爪、接近傳感器、切割器連接座、下壓氣缸、導向槽頂蓋、導向槽座、濾膜存儲桶、密閉氣缸、密閉連接頭、濾膜加載桶和連接座，線性模組水平放置，底面通過螺栓與連接座連接，氣動手爪通過螺栓安裝在線性模組的滑動組件上，線性模組可帶動氣動手爪進行平穩精準的水平方向移動，導向槽座通過螺栓水平安裝在連接座上，濾膜加載桶和濾膜存儲桶通過L型槽安裝在導向槽座下方，密閉氣缸通過螺栓固定在導向槽座的下方，密閉連接頭通過螺紋連接于密閉氣缸上，導向槽頂蓋逶過螺栓固定在導向槽座的上方，接近傳感器螺紋連接于導向槽頂蓋上，切割器連接座通過螺栓固定安裝在導向槽頂蓋上，下壓氣缸通過螺栓安裝在導向槽頂蓋上。

其中.導向槽座內設有可使膜盒直線滑動的導向槽，與氣動手爪、線性模組配合可使膜盒到達加載工位、采集工位、存儲工位。線性模組為電動方式，不受氣壓影響，精度高，穩定性強。

自動換膜動作相對復雜，每一步都會影響到換膜結果，繼而影響最后的PM_2.5濃度測量結果，所以只有各個部分的動作都精準才能保證最后換膜、采樣的精度。自動換膜機構組成如圖1所示。

由圖1所見，該裝置實施例提供了一種PM_2.5采樣器自動換膜裝置，包括線性模組1、氣動手爪2、接近傳感器3、切割器連接座4、下壓氣缸5、導向槽頂蓋6、導向槽座7、濾膜存儲桶8、密閉氣缸9、密閉連接頭10、濾膜加載桶11和連接座12，線性模組1水平放置，底面通過螺栓與連接座12連接，氣動手爪2通過螺栓安裝在線性模組1的滑動組件上，線性模組1可帶動氣動手爪進行平穩精準的水平方向移動，導向槽座7通過螺栓水平安裝在連接座12上，濾膜加載桶11和濾膜存儲桶8通過L型槽安裝在導向槽座7下方，密閉氣缸9通過螺栓固定在導向槽座7的下方，密閉連接頭10通過螺紋連接于密閉氣缸9上，導向槽頂蓋6通過螺栓固定在導向槽座7的上方，接近傳感器3螺紋連接于導向槽頂蓋6上，切割器連接座4通過螺栓固定安裝在導向槽頂蓋6上，下壓氣缸5通過螺栓安裝在導向槽頂蓋6上。

其中，所述導向槽座7內設有可使膜盒直線滑動的導向槽，與氣動手爪2、線性模組1配合可使膜盒到達加載工位、采集工位、存儲工位。線性模組1為電動方式，不受氣壓影響，精度高，穩定性強。

3使用方法

實施例還提供了一種PM_2.5采樣器自動換膜裝置的使用方法，包括如下幾個步驟。

（1）檢測各個傳感器狀態，線性模組1帶動氣動手爪2移動至加載工位，濾膜加載桶11進行供氣，桶內活塞將膜盒頂起，膜盒觸動接近傳感器3，濾膜加載桶11停止供氣，氣動手爪2夾緊膜盒，線性模組1帶動氣動手爪2移動至采集工位。

（2）到達位置后氣動手爪2松開膜盒，密閉氣缸9帶動密閉連接頭10向上頂起膜盒，使密閉連接頭10、膜盒、切割器連接座4之間密封，并開始采集空氣樣本。

（3）采集工作完成后，密閉氣缸9帶動密閉連接頭10向下松開膜盒，氣動手爪2夾緊膜盒，線性模組1帶動氣動手爪2移動至存儲工位，氣動手爪2松開膜盒，下壓氣缸5向下將膜盒壓入濾膜存儲桶8，下壓氣缸5復位，線性模組1帶動氣動手爪2至復位，進行下一工作循環。

該PM_2.5采樣器自動換膜裝置采用電動結合氣動方式，結構合理，拆卸方便，穩定性強，線性模組可帶動氣動手爪進行平穩精準的水平方向移動，導向槽座內部設有可使膜盒直線滑動的導向槽，三者配合可使膜盒到達加載工位、采集工位、存儲工位。濾膜加載桶、濾膜存儲桶可避免濾膜與外界環境進行接觸。該設備的關鍵指標測試數據如表1。