專利名稱：放射性氣溶膠采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放射性大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種放射性氣溶膠采樣裝置。
背景技術(shù)：
放射性氣溶膠監(jiān)測(cè)是大氣環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對(duì)于核工業(yè)生產(chǎn)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)放射性異常泄露，開展大氣環(huán)境污染整治具有重要意義。但目前放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)存在以下問題:發(fā)生事故后，事故區(qū)域放射性強(qiáng)，工作人員不適宜進(jìn)入開展地面采樣；放射性氣溶膠分布區(qū)域大，人員撤離成本高。因此，如何在確保工作人員安全的前提下，開展大區(qū)域范圍的高效氣溶膠采樣成為放射性環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中面臨的問題?，F(xiàn)有的放射性氣溶膠采樣裝置采用地面主動(dòng)式采樣，主要包括抽氣機(jī)，采樣倉，導(dǎo)流器等結(jié)構(gòu)，通過抽氣機(jī)抽氣產(chǎn)生動(dòng)力，在采樣倉中進(jìn)行濾膜過濾收集氣溶膠粒子。這種放射性氣溶膠采樣裝置不僅體積較大、采樣時(shí)間較長(zhǎng)、采樣覆蓋區(qū)域較小，而且受抽氣機(jī)的供電需求對(duì)采樣地點(diǎn)有一定的限制，導(dǎo)致放射性氣溶膠采樣裝置只適用于特定地點(diǎn)采樣。一些大氣污染觀測(cè)采樣器采用航空采樣方式，但其采樣管與氣流方向垂直且采樣管具有拐角，導(dǎo)致氣溶膠損失較多，氣溶膠的采集量較小，難以實(shí)現(xiàn)低活度水平檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種體積小、采樣時(shí)間短、采樣區(qū)域廣、采樣地點(diǎn)不受限制、采集量大、數(shù)據(jù)采集全面、能夠提高事故區(qū)域內(nèi)工作人員的安全性的放射性氣溶膠采樣裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種放射性氣溶膠采樣裝置，所述放射性氣溶膠采樣裝置適于固定在飛行器上，包括:采樣管，所述采樣管內(nèi)具有沿前后方向貫通所述采樣管的采樣腔；采樣組件，所述采樣組件設(shè)在所述采樣管上用于采集流過所述采樣腔的氣體中的氣溶膠；檢測(cè)組件，所述檢測(cè)組件包括設(shè)在所述采樣組件上用于檢測(cè)經(jīng)過所述采樣組件的氣體的溫度和濕度的溫濕度傳感器、用于檢測(cè)經(jīng)過所述采樣組件的氣體的壓力的氣壓傳感器、用于檢測(cè)經(jīng)過所述采樣組件的氣體的流速的流速傳感器以及設(shè)在所述采樣管上用于檢測(cè)采樣時(shí)間、采樣經(jīng)緯度和采樣高度的GPS天線；處理器組件，所述處理器組件設(shè)在所述采樣管上，所述處理器組件與所述檢測(cè)組件相連以便所述處理器組件將所述檢測(cè)組件的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并將所述數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)起來；和供電器，所述供電器分別與所述處理器組件和所述檢測(cè)組件相連以對(duì)所述處理器組件和所述檢測(cè)組件供電。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置通過固定在飛行器上，可以利用飛行器飛行時(shí)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力被動(dòng)采集空氣中的氣溶膠粒子。這樣可以保證在事故發(fā)生地區(qū)進(jìn)行采樣的工作人員的安全，尤其是核事故發(fā)生初期不宜工作人員靠近的地面場(chǎng)所。即可以避免核應(yīng)急中高放射性活度場(chǎng)合對(duì)工作人員的傷害。并且利用飛行器進(jìn)行采樣，不僅可以大幅提高采樣的效率以大幅縮短采樣時(shí)間，而且采樣的范圍更廣。
另外，所述放射性氣溶膠采樣裝置不僅無需設(shè)置抽氣機(jī)，而且所述處理器組件體積較小、功率較低，僅需所述供電器即可完成不小于20小時(shí)的空中連續(xù)采樣和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，由此可以擺脫現(xiàn)有主動(dòng)式放射性氣溶膠采樣裝置對(duì)大功率電源的需求，使采樣地點(diǎn)不受限制。此外，所述采樣管的采樣腔沿前后方向定位，這樣可以使所述采樣腔與氣流的流動(dòng)方向一致，從而可以增大所述放射性氣溶膠采樣裝置的采集量。并且所述采樣管為直管結(jié)構(gòu)，無拐角，由此可以減少氣溶膠的損失，從而可以進(jìn)一步增大所述放射性氣溶膠采樣裝置的采集量以實(shí)現(xiàn)低活度水平檢測(cè)。所述放射性氣溶膠采樣裝置通過設(shè)置所述GPS天線，可以檢測(cè)采樣的時(shí)間、采樣的經(jīng)緯度和采樣的高度，即可以實(shí)時(shí)檢測(cè)采樣環(huán)境的參數(shù)，這樣可以使所述放射性氣溶膠采樣裝置的數(shù)據(jù)采集更加全面，從而可以為后續(xù)樣品的放射性分析提供數(shù)據(jù)支持。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置具有體積小、采樣時(shí)間短、采樣區(qū)域廣、采樣地點(diǎn)不受限制、采集量大、數(shù)據(jù)采集全面、能夠提高事故區(qū)域內(nèi)工作人員的安全性等優(yōu)點(diǎn)。另外，根據(jù)本發(fā)明的放射性氣溶膠采樣裝置還具有如下附加技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述采樣管包括:第一采樣子管，所述第一采樣子管內(nèi)具有沿前后方向貫通所述第一采樣子管的第一采樣子腔；和第二采樣子管，所述第二采樣子管內(nèi)具有沿前后方向貫通所述第二采樣子管的第二采樣子腔，所述第二采樣子管的前端與所述第一采樣子管的后端相連且所述第二采樣子腔與所述第一采樣子腔連通，其中所述采樣組件設(shè)在所述第一采樣子管和所述第二采樣子管之間。這樣可以更加方便地從所述采樣組件上進(jìn)行取樣。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述采樣管由聚氯乙烯制成，所述采樣管的內(nèi)表面為拋光面。由此不僅可以減輕所述采樣管的重量，而且便于氣溶膠粒子粘附在所述采樣組件上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一采樣子管和所述第二采樣子管通過前法蘭和后法蘭相連，所述采樣組件位于所述前法蘭和所述后法蘭之間。這樣不僅可以將所述第一采樣子管和所述第二采樣子管牢固地且可拆卸地連接起來，而且可以更加方便地將所述采樣組件固定在所述采樣管上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述采樣管上設(shè)有固定架，所述處理器組件和所述供電器設(shè)在所述固定架上。由此可以更加方便地將所述處理器組件和所述供電器安裝在所述采樣管上，且可以提高所述處理器組件和所述供電器在所述采樣管上的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述固定架包括設(shè)在所述第二采樣子管的前端的前支架、設(shè)在所述第二采樣子管的后端的后支架以及分別與所述前支架和所述后支架相連的水平支架，所述處理器組件和所述供電器安裝在所述水平支架上。由此可以進(jìn)一步提高所述處理器組件和所述供電器在所述采樣管上的穩(wěn)定性，且所述固定架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、安裝和拆卸方便。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述水平支架上設(shè)有保護(hù)盒，所述處理器組件和所述供電器設(shè)在所述保護(hù)盒內(nèi)。這樣不僅可以利用所述保護(hù)盒保護(hù)所述處理器組件以防止所述處理器組件損壞，而且可以使所述放射性氣溶膠采樣裝置的外觀更加整齊、美觀。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述采樣組件包括:支架，所述支架設(shè)在所述第一采樣子管和所述第二采樣子管之間；和過濾件，所述過濾件設(shè)在所述支架上且位于所述第一采樣子管和所述第二采樣子管之間。由此可以利用所述支架支撐所述過濾件以防止所述過濾件被氣流沖擊而破損。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述支架為絲網(wǎng)，所述過濾件為過濾膜。由此不僅可以避免所述支架阻礙氣流在所述采樣腔內(nèi)的流動(dòng)，而且可以更進(jìn)一步地提高所述放射性氣溶膠采樣裝置的采集量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述采樣組件還包括氣流調(diào)理件，所述氣流調(diào)理件內(nèi)具有沿前后方向貫通所述氣流調(diào)理件的氣流腔，所述氣流腔的橫截面的面積沿所述氣流腔內(nèi)的氣體的流動(dòng)方向減小，所述氣流調(diào)理件的前端與所述支架的后表面相連且后端伸入所述第二采樣子腔，所述溫濕度傳感器、所述氣壓傳感器和所述流速傳感器設(shè)在所述氣流調(diào)理件上且所述流速傳感器位于所述氣流腔的出氣口處。這樣不僅可以在所述氣流腔的后端形成穩(wěn)定的風(fēng)速場(chǎng)，而且可以提高所述流速傳感器的檢測(cè)結(jié)果的精度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一采樣子管和所述過濾件之間設(shè)有前墊圈，所述過濾件與所述支架之間設(shè)有中墊圈，所述支架與所述氣流調(diào)理件之間設(shè)有后墊圈。由此不僅可以使所述采樣組件的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、保護(hù)所述過濾件不受損壞，而且可以提高所述放射性氣溶膠采樣裝置的密封性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述處理器組件包括與所述GPS天線相連的GPS轉(zhuǎn)換模塊、與所述溫濕度傳感器相連的溫濕度轉(zhuǎn)換模塊、與所述氣壓傳感器相連的氣壓轉(zhuǎn)換模塊、與所述流速傳感器相連的流速轉(zhuǎn)換模塊、儲(chǔ)存模塊以及分別與所述GPS轉(zhuǎn)換模塊、所述溫濕度轉(zhuǎn)換模塊、所述氣壓轉(zhuǎn)換模塊、所述流速轉(zhuǎn)換模塊、和所述儲(chǔ)存模塊相連的處理器。所述處理器組件具有性能全面、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率小等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述處理器組件還包括無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述處理器相連以便所述處理器通過所述無線通信模塊將所述數(shù)字信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)。由此可以實(shí)時(shí)將所述檢測(cè)組件的檢測(cè)結(jié)果傳輸至地面，以對(duì)應(yīng)急決策提供及時(shí)數(shù)據(jù)支持。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述放射性氣溶膠采樣裝置還包括適于安裝在所述飛行器上的安裝架，所述采樣管設(shè)在所述安裝架上。由此可以降低成本、提高所述飛行器的安全。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述安裝架包括底板、沿前后方向間隔開地設(shè)在所述底板上的多個(gè)安裝框、分別與多個(gè)所述安裝框相連的頂梁和設(shè)在所述頂梁上且適于與所述飛行器相連的飛行器連接件，所述底板、多個(gè)所述安裝框和所述頂梁之間限定出安裝空間，所述采樣管、所述采樣組件、所述檢測(cè)組件、所述處理器組件和所述供電器安裝在所述底板上且位于所述安裝空間內(nèi)。由此可以提高所述采樣管、所述采樣組件、所述檢測(cè)組件、所述處理器組件和所述供電器在所述安裝架上的穩(wěn)定性，且所述安裝架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、制造容易。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述安裝架還包括采樣管固定件，所述采樣管通過所述采樣管固定件安裝在所述底板上。由此可以進(jìn)一步提高所述采樣管、所述采樣組件、所述檢測(cè)組件、所述處理器組件和所述供電器在所述安裝架上的穩(wěn)定性。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性采樣裝置的爆炸圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性采樣裝置的處理器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。計(jì)算機(jī)2、放射性氣溶膠采樣裝置1、采樣管100、采樣腔110、第一采樣子管120、第二采樣子管130、采樣組件200、支架210、過濾件220、氣流調(diào)理件230、前墊圈240、中墊圈250、后墊圈260、檢測(cè)組件300、溫濕度傳感器310、氣壓傳感器320、流速傳感器330、GPS天線340、處理器組件400、GPS轉(zhuǎn)換模塊410、溫濕度轉(zhuǎn)換模塊420、氣壓轉(zhuǎn)換模塊430、流速轉(zhuǎn)換模塊440、儲(chǔ)存模塊450、處理器460、無線通信模塊470、前法蘭500、后法蘭600、固定架700、前支架710、后支架720、水平支架730、保護(hù)盒731、底板810、安裝框820、頂梁830、飛行器連接件840、采樣管固定件850。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。下面參考圖1-圖4描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I。如圖1-圖4所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I適于固定在飛行器上且放射性氣溶膠采樣裝置I包括采樣管100、采樣組件200、檢測(cè)組件300、處理器組件400和供電器(圖中未示出)。采樣管100內(nèi)具有沿前后方向貫通采樣管100的采樣腔110 (前后方向如圖1、圖2和圖4中的箭頭A所示)。采樣組件200設(shè)在采樣管100上用于采集流過采樣腔110的氣體中的氣溶膠。檢測(cè)組件300包括設(shè)在采樣組件200上用于檢測(cè)經(jīng)過采樣組件200的氣體的溫度和濕度的溫濕度傳感器310、用于檢測(cè)經(jīng)過采樣組件200的氣體的壓力的氣壓傳感器320、用于檢測(cè)經(jīng)過采樣組件200的氣體的流速的流速傳感器330以及設(shè)在采樣管100上用于檢測(cè)采樣時(shí)間、采樣經(jīng)緯度和采樣高度的GPS天線340。處理器組件400設(shè)在采樣管100上，處理器組件400與檢測(cè)組件300相連以便處理器組件400將檢測(cè)組件300的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并將所述數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)起來。所述供電器分別與處理器組件400和檢測(cè)組件300相連以對(duì)處理器組件400和檢測(cè)組件300供電。下面參考圖1-圖4描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I的工作過程。放射性氣溶膠采樣裝置I固定在飛行器上后，飛行器在飛行過程中，氣流從采樣管100的前端流入采樣腔110，氣流經(jīng)過采樣組件200時(shí)，空氣中的氣溶膠粒子被收集在采樣組件200上，同時(shí)檢測(cè)組件300的溫濕度傳感器310檢測(cè)到經(jīng)過采樣組件200的空氣的溫度和濕度、氣壓傳感器320檢測(cè)到經(jīng)過采樣組件200的空氣的氣壓、流速傳感器330檢測(cè)到經(jīng)過采樣組件200的空氣的流速且GPS天線340檢測(cè)到采樣的時(shí)間、采樣的經(jīng)緯度和采樣的高度，處理器組件400將檢測(cè)組件300檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并將所述數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)起來。采集完成后，可以根據(jù)存儲(chǔ)起來的所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算出采樣空氣的體積。具體地，可以根據(jù)經(jīng)過采樣組件200的空氣的溫濕度、經(jīng)過采樣組件200的空氣的氣壓和經(jīng)過采樣組件200的空氣的流速計(jì)算出采樣空氣的體積，然后根據(jù)所述采樣空氣的體積和采樣組件200上采集的氣溶膠的量計(jì)算出采集區(qū)域內(nèi)的放射性濃度。其中GPS天線340檢測(cè)到的采樣時(shí)間、采樣經(jīng)緯度和采樣高度用于后期進(jìn)一步分析檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I通過固定在飛行器上，可以利用飛行器飛行時(shí)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力被動(dòng)采集空氣中的氣溶膠粒子。這樣可以保證在事故發(fā)生地區(qū)進(jìn)行采樣的工作人員的安全，尤其是核事故發(fā)生初期不宜工作人員靠近的地面場(chǎng)所。即可以避免核應(yīng)急中高放射性活度場(chǎng)合對(duì)工作人員的傷害。并且利用飛行器進(jìn)行采樣，不僅可以大幅提高采樣的效率以大幅縮短采樣時(shí)間，而且采樣的范圍更廣。另外，放射性氣溶膠采樣裝置I不僅無需設(shè)置抽氣機(jī)，而且處理器組件400體積較小、功率較低，僅需所述供電器即可完成不小于20小時(shí)的空中連續(xù)采樣和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，由此可以擺脫現(xiàn)有主動(dòng)式放射性氣溶膠采樣裝置對(duì)大功率電源的需求，使采樣地點(diǎn)不受限制。此外，采樣管100的采樣腔110沿前后方向定位，這樣可以使采樣腔110與氣流的流動(dòng)方向一致，從而可以增大放射性氣溶膠采樣裝置I的采集量。并且采樣管100為直管結(jié)構(gòu)，無拐角，由此可以減少氣溶膠的損失，從而可以進(jìn)一步增大放射性氣溶膠采樣裝置I的采集量以實(shí)現(xiàn)低活度水平檢測(cè)。放射性氣溶膠采樣裝置I通過設(shè)置GPS天線340，可以檢測(cè)采樣的時(shí)間、采樣的經(jīng)緯度和采樣的高度，即可以實(shí)時(shí)檢測(cè)采樣環(huán)境的參數(shù)，這樣可以使放射性氣溶膠采樣裝置I的數(shù)據(jù)采集更加全面，從而可以為后續(xù)樣品的放射性分析提供數(shù)據(jù)支持。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I具有體積小、采樣時(shí)間短、采樣區(qū)域廣、采樣地點(diǎn)不受限制、采集量大、數(shù)據(jù)采集全面、能夠提高事故區(qū)域內(nèi)工作人員的安全性等優(yōu)點(diǎn)。圖1、圖2和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I。如圖1-圖4所示，采樣管100可以包括第一采樣子管120和第二采樣子管130。第一采樣子管120內(nèi)可以具有沿前后方向貫通第一采樣子管120的第一采樣子腔。第二采樣子管130內(nèi)可以具有沿前后方向貫通第二采樣子管130的第二采樣子腔，第二采樣子管130的前端可以與第一采樣子管120的后端相連且所述第二采樣子腔可以與所述第一采樣子腔連通，即所述第二采樣子腔可以與所述第一采樣子腔共同構(gòu)成采樣腔110。飛行器飛行時(shí)，氣流先經(jīng)過所述第一采樣子腔，然后由所述第二采樣子腔流出。其中采樣組件200可以設(shè)在第一采樣子管120和第二采樣子管130之間。這樣在采樣完成后，可以通過拆卸第一采樣子管120和第二采樣子管130取出采樣組件200，從而可以更加方便地從采樣組件200上進(jìn)行取樣。具體而言，所述第一采集子腔的橫截面可以為圓形且所述第一采集子腔的橫截面的直徑可以為196毫米，由此可以進(jìn)一步提高氣溶膠的采集量，從而可以改善采集樣品的探測(cè)限以便用于放射性濃度較低的日常大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)。所述第一采集子腔的長(zhǎng)度可以為300毫米，這樣不僅可以在所述第一采集子腔內(nèi)形成穩(wěn)定的氣流實(shí)體以為采樣組件200采樣提供壓力，而且可以減小側(cè)向氣流對(duì)所述第一采集子腔內(nèi)壓力的影響。所述第二采集子腔的橫截面可以為圓形且所述第二采集子腔的橫截面的直徑可以為196毫米，所述第二采集子腔的長(zhǎng)度可以為450毫米。由此不僅可以便于安裝處理器組件400、使經(jīng)過采樣組件200的氣流具有一個(gè)穩(wěn)定的速度場(chǎng)，而且可以使放射性氣溶膠采樣裝置I的重心偏后以提高放射性氣溶膠采樣裝置I的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。有利地，采樣管100可以由聚氯乙烯制成，采樣管100的內(nèi)表面可以為拋光面。即第一采樣子管120和第二采樣子管130可以由聚氯乙烯制成，所述第一采樣子腔的壁和所述第二采樣子腔的壁可以拋光處理。由此不僅可以在保證采樣管100的剛度足夠的情況下減輕采樣管100的重量，而且可以減小空氣的阻力以便于氣溶膠粒子粘附在采樣組件200上?？蛇x地，如圖1和圖2所示，第一采樣子管120和第二采樣子管130可以通過前法蘭500和后法蘭600相連，采樣組件200可以位于前法蘭500和后法蘭600之間。具體地，前法蘭500和后法蘭600可以通過4個(gè)螺栓相連。這樣不僅可以將第一采樣子管120和第二采樣子管130牢固地且可拆卸地連接起來，而且可以更加方便地將采樣組件200固定在采樣管100上。圖1、圖2和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I。如圖1、圖2和圖4所示，采樣管100上可以設(shè)有固定架700，處理器組件400和所述供電器可以設(shè)在固定架700上。由此可以更加方便地將處理器組件400和所述供電器安裝在采樣管100上，且可以提高處理器組件400和所述供電器在采樣管100上的穩(wěn)定性?？蛇x地，如圖1和圖2所示，固定架700可以包括設(shè)在第二采樣子管130的前端的前支架710、設(shè)在第二采樣子管130的后端的后支架720以及分別與前支架710和后支架720相連的水平支架730，處理器組件400和所述供電器可以安裝在水平支架730上。換言之，水平支架730的前端可以與前支架710相連且水平支架730的后端可以與后支架720相連，前支架710、水平支架730和后支架720可以通過4根螺紋桿相連。由此可以進(jìn)一步提高處理器組件400和所述供電器在采樣管100上的穩(wěn)定性，且固定架700的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、安裝和拆卸方便。
有利地，如圖1、圖2和圖4所示，水平支架730上可以設(shè)有保護(hù)盒731，處理器組件400和所述供電器可以設(shè)在保護(hù)盒731內(nèi)。其中保護(hù)盒731可以為多個(gè)，多個(gè)保護(hù)盒731可以分別罩設(shè)在處理器組件400的各個(gè)部分上以與處理器組件400的結(jié)構(gòu)相適配。這樣不僅可以利用保護(hù)盒731保護(hù)處理器組件400以防止處理器組件400損壞，而且可以使放射性氣溶膠采樣裝置I的外觀更加整齊、美觀。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體示例的放射性氣溶膠采樣裝置I。如圖2所示，采樣組件200可以包括支架210和過濾件220。支架210可以設(shè)在第一采樣子管120和第二采樣子管130之間。過濾件220可以設(shè)在支架210上且過濾件220可以位于第一采樣子管120和第二采樣子管130之間，用于采集經(jīng)過的空氣中的氣溶膠粒子。具體地，支架210和過濾件220可以夾持在前法蘭500和后法蘭600之間，過濾件220可以通過絲線拉緊固定在第一采樣子管120上以保證過濾件220的平整性。通過設(shè)置支架210，可以利用支架210支撐過濾件220以防止過濾件220被氣流沖擊而破損。具體而言，支架210可以為絲網(wǎng)，過濾件220可以為過濾膜。更為具體地，支架210可以為鋼制絲網(wǎng)，過濾件220可以為直徑為200毫米的圓形微孔玻璃纖維濾膜。由此不僅可以避免支架210阻礙氣流在采樣腔110內(nèi)的流動(dòng)，而且可以更進(jìn)一步地提高放射性氣溶膠采樣裝置I的采集量?？蛇x地，如圖2所示，采樣組件200還可以包括氣流調(diào)理件230，氣流調(diào)理件230內(nèi)可以具有沿前后方向貫通氣流調(diào)理件230的氣流腔，所述氣流腔的橫截面的面積可以沿所述氣流腔內(nèi)的氣體的流動(dòng)方向減小，即所述氣流腔的后端的橫截面的面積可以小于所述氣流腔內(nèi)的前端的橫截面的面積。氣流調(diào)理件230的前端可以與所述支架210的后表面相連且氣流調(diào)理件230的后端可以伸入所述第二采樣子腔，溫濕度傳感器310、氣壓傳感器320和流速傳感器330可以設(shè)在氣流調(diào)理件230上且流速傳感器330可以位于所述氣流腔的出氣口處(即氣流調(diào)理件230的后端)。由于經(jīng)過過濾件220的氣流的流速會(huì)顯著減小，通過設(shè)置氣流調(diào)理件230，不僅可以在所述氣流腔的后端形成穩(wěn)定的風(fēng)速場(chǎng)，而且可以提高經(jīng)過過濾件220的氣流的流速，從而可以使經(jīng)過過濾件220的氣流的流速位于流速傳感器330的最佳檢測(cè)范圍內(nèi)以提高流速傳感器330的檢測(cè)結(jié)果的精度。具體地，氣流調(diào)理件230在前后方向上的長(zhǎng)度可以為160毫米，其中氣流調(diào)理件230的后部的平直部分在前后方向上的長(zhǎng)度可以為100毫米。，所述氣流腔前端的橫截面的直徑可以為196毫米，所述氣流腔后端的橫截面的直徑可以為40毫米，所述氣流腔前端的橫截面的面積與所述氣流腔后端的橫截面的面積的比例可以為24:1。由于氣流的流速與所述氣流腔的橫截面的面積成反比，因此所述氣流腔前端的氣流的流速與所述氣流腔后端的氣流的流速的比例為402:1962，即1:24。有利地，如圖2所示，第一采樣子管120和過濾件220之間可以設(shè)有前墊圈240，即前法蘭500和過濾件220之間可以設(shè)有前墊圈240，過濾件220與支架210之間可以設(shè)有中墊圈250，支架210與氣流調(diào)理件230之間可以設(shè)有后墊圈260。前墊圈240可以保證前法蘭500緊壓過濾件220，且可以防止過濾件220被前法蘭500擠壓而破損。中墊圈250可以保證支架210緊壓過濾件220，且可以防止過濾件220被支架210緊壓而損壞。后墊圈260可以使支架210與氣流調(diào)理件230緊密連接。也就是說，通過設(shè)置前墊圈240、中墊圈250和后墊圈260，不僅可以使采樣組件200的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、保護(hù)過濾件220不受損壞，而且可以密封第一采樣子管120和第二采樣子管130之間的縫隙以提高放射性氣溶膠采樣裝置I的密封性。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I。如圖3所示，處理器組件400可以包括與GPS天線340相連的GPS轉(zhuǎn)換模塊410、與溫濕度傳感器310相連的溫濕度轉(zhuǎn)換模塊420、與氣壓傳感器320相連的氣壓轉(zhuǎn)換模塊430、與流速傳感器330相連的流速轉(zhuǎn)換模塊440、儲(chǔ)存模塊450以及分別與GPS轉(zhuǎn)換模塊410、溫濕度轉(zhuǎn)換模塊420、氣壓轉(zhuǎn)換模塊430、流速轉(zhuǎn)換模塊440、和儲(chǔ)存模塊450相連的處理器460。GPS轉(zhuǎn)換模塊410可以將GPS天線340的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸至處理器460、溫濕度轉(zhuǎn)換模塊420可以將溫濕度傳感器310的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸至處理器460、氣壓轉(zhuǎn)換模塊430可以將氣壓傳感器320的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸至處理器460、流速轉(zhuǎn)換模塊440可以將流速傳感器330的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸至處理器460，處理器460接收到GPS轉(zhuǎn)換模塊410、溫濕度轉(zhuǎn)換模塊420、氣壓轉(zhuǎn)換模塊430和流速轉(zhuǎn)換模塊440的傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)后將數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在儲(chǔ)存模塊450內(nèi)。處理器組件400具有性能全面、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率小等優(yōu)點(diǎn)。其中保護(hù)盒731可以為兩個(gè)，兩個(gè)保護(hù)盒731可以沿前后方向間隔開地設(shè)在水平支架730上，位于前方的較小的保護(hù)盒731可以單獨(dú)罩設(shè)在流速轉(zhuǎn)換模塊440。有利地，如圖3所示，處理器組件400還可以包括無線通信模塊470，無線通信模塊470可以與處理器460相連以便處理器460通過無線通信模塊470將所述數(shù)字信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)2。由此可以實(shí)時(shí)將檢測(cè)組件300的檢測(cè)結(jié)果傳輸至地面，以對(duì)應(yīng)急決策提供及時(shí)數(shù)據(jù)支持。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置I。如圖4所示，放射性氣溶膠采樣裝置I還可以包括適于安裝在所述飛行器上的安裝架，采樣管100可以設(shè)在所述安裝架上。通過設(shè)置所述安裝支架，可以更加方便地將整個(gè)放射性氣溶膠采樣裝置I安裝在所述飛行器的底部的懸掛系統(tǒng)上。也就是說，無需對(duì)所述飛行器進(jìn)行結(jié)構(gòu)改動(dòng)，由此可以降低成本、提高所述飛行器的安全。具體而言，如圖4所示，所述安裝架可以包括底板810、沿前后方向間隔開地設(shè)在底板810上的多個(gè)安裝框820、分別與多個(gè)安裝框820相連的頂梁830和設(shè)在頂梁830上且適于與所述飛行器相連的飛行器連接件840，底板810、多個(gè)安裝框820和頂梁830之間可以限定出安裝空間，采樣管100、采樣組件200、檢測(cè)組件300、處理器組件400和所述供電器可以安裝在底板810上且可以位于所述安裝空間內(nèi)。底板810可以由多個(gè)條桿橫縱交叉焊接而成，飛行器連接件840可以為多個(gè)且多個(gè)飛行器連接件840可以與所述飛行器底部的懸掛系統(tǒng)相連。由此可以提高采樣管100、采樣組件200、檢測(cè)組件300、處理器組件400和所述供電器在所述安裝架上的穩(wěn)定性，且所述安裝架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、制造容易。其中采樣管100、采樣組件200、檢測(cè)組件300、處理器組件400和所述供電器可以為多組以提高氣溶膠的采集量，頂梁830可以為多個(gè)以保證所述安裝架的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。有利地，所述安裝架還可以包括采樣管固定件850，采樣管100可以通過采樣管固定件850安裝在底板810上。具體地，采樣管固定件850可以為四個(gè)，前支架710可以通過兩個(gè)采樣管固定件850安裝在底板810，后支架720可以通過兩個(gè)采樣管固定件850安裝在底板810上。由此可以進(jìn)一步提高采樣管100、采樣組件200、檢測(cè)組件300、處理器組件400和所述供電器在所述安裝架上的穩(wěn)定性。更為有利地，采樣管固定件850可以焊接在底板810上且前支架710和后支架720可以分別通過螺栓與采樣管固定件850相連，這樣可以在保證放射性氣溶膠采樣裝置I的穩(wěn)定牢固性的同時(shí)使放射性氣溶膠采樣裝置I的拆卸更加方便。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述放射性氣溶膠采樣裝置適于固定在飛行器上，所述放射性氣溶膠采樣裝置包括: 采樣管，所述采樣管內(nèi)具有沿前后方向貫通所述采樣管的采樣腔； 采樣組件，所述采樣組件設(shè)在所述采樣管上用于采集流過所述采樣腔的氣體中的氣溶膠； 檢測(cè)組件，所述檢測(cè)組件包括設(shè)在所述采樣組件上用于檢測(cè)經(jīng)過所述采樣組件的氣體的溫度和濕度的溫濕度傳感器、用于檢測(cè)經(jīng)過所述采樣組件的氣體的壓力的氣壓傳感器、用于檢測(cè)經(jīng)過所述采樣組件的氣體的流速的流速傳感器以及設(shè)在所述采樣管上用于檢測(cè)采樣時(shí)間、采樣經(jīng)緯度和采樣高度的GPS天線； 處理器組件，所述處理器組件設(shè)在所述采樣管上，所述處理器組件與所述檢測(cè)組件相連以便所述處理器組件將所述檢測(cè)組件的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并將所述數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)起來；和 供電器，所述供電器分別與所述處理器組件和所述檢測(cè)組件相連以對(duì)所述處理器組件和所述檢測(cè)組件供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述采樣管包括: 第一采樣子管，所述第一采樣子管內(nèi)具有沿前后方向貫通所述第一采樣子管的第一采樣子腔；和 第二采樣子管，所述第二采樣子管內(nèi)具有沿前后方向貫通所述第二采樣子管的第二采樣子腔，所述第二采樣子管的前端與所述第一采樣子管的后端相連且所述第二采樣子腔與所述第一采樣子腔連通，其中所述采樣組件設(shè)在所述第一采樣子管和所述第二采樣子管之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述采樣管由聚氯乙烯制成，所述采樣管的內(nèi)表面為拋光面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述第一采樣子管和所述第二采樣子管通過前法蘭和后法蘭相連，所述采樣組件位于所述前法蘭和所述后法蘭之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述采樣管上設(shè)有固定架，所述處理器組件和所述供電器設(shè)在所述固定架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述固定架包括設(shè)在所述第二采樣子管的前端的前支架、設(shè)在所述第二采樣子管的后端的后支架以及分別與所述前支架和所述后支架相連的水平支架，所述處理器組件和所述供電器安裝在所述水平支架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述水平支架上設(shè)有保護(hù)盒，所述處理器組件和所述供電器設(shè)在所述保護(hù)盒內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述采樣組件包括: 支架，所述支架設(shè)在所述第一采樣子管和所述第二采樣子管之間；和 過濾件，所述過濾件設(shè)在所述支架上且位于所述第一采樣子管和所述第二采樣子管之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述支架為絲網(wǎng)，所述過濾件為過濾膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述采樣組件還包括氣流調(diào)理件，所述氣流調(diào)理件內(nèi)具有沿前后方向貫通所述氣流調(diào)理件的氣流腔，所述氣流腔的橫截面的面積沿所述氣流腔內(nèi)的氣體的流動(dòng)方向減小，所述氣流調(diào)理件的前端與所述支架的后表面相連且后端伸入所述第二采樣子腔，所述溫濕度傳感器、所述氣壓傳感器和所述流速傳感器設(shè)在所述氣流調(diào)理件上且所述流速傳感器位于所述氣流腔的出氣口處。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述第一采樣子管和所述過濾件之間設(shè)有前墊圈，所述過濾件與所述支架之間設(shè)有中墊圈，所述支架與所述氣流調(diào)理件之間設(shè)有后墊圈。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述處理器組件包括與所述GPS天線相連的GPS轉(zhuǎn)換模塊、與所述溫濕度傳感器相連的溫濕度轉(zhuǎn)換模塊、與所述氣壓傳感器相連的氣壓轉(zhuǎn)換模塊、與所述流速傳感器相連的流速轉(zhuǎn)換模塊、儲(chǔ)存模塊以及分別與所述GPS轉(zhuǎn)換模塊、所述溫濕度轉(zhuǎn)換模塊、所述氣壓轉(zhuǎn)換模塊、所述流速轉(zhuǎn)換模塊、和所述儲(chǔ)存模塊相連的處理器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述處理器組件還包括無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述處理器相連以便所述處理器通過所述無線通信模塊將所述數(shù)字信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，還包括適于安裝在所述飛行器上的安裝架，所述采樣管設(shè)在所述安裝架上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述安裝架包括底板、沿前后方向間隔開地設(shè)在所述底板上的多個(gè)安裝框、分別與多個(gè)所述安裝框相連的頂梁和設(shè)在所述頂梁上且適于與所述飛行器相連的飛行器連接件，所述底板、多個(gè)所述安裝框和所述頂梁之間限定出安裝空間，所述采樣管、所述采樣組件、所述檢測(cè)組件、所述處理器組件和所述供電器安裝在所述底板上且位于所述安裝空間內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所 述的放射性氣溶膠采樣裝置，其特征在于，所述安裝架還包括采樣管固定件，所述采樣管通過所述采樣管固定件安裝在所述底板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種放射性氣溶膠采樣裝置，所述放射性氣溶膠采樣裝置適于固定在飛行器上，包括采樣管，所述采樣管內(nèi)具有采樣腔；采樣組件，用于采集流過所述采樣腔的氣體中的氣溶膠；檢測(cè)組件，所述檢測(cè)組件包括溫濕度傳感器、氣壓傳感器、流速傳感器以及GPS天線；處理器組件，所述處理器組件與所述檢測(cè)組件相連以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)起來；和供電器，所述供電器分別與所述處理器組件和所述檢測(cè)組件相連以對(duì)所述處理器組件和所述檢測(cè)組件供電。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放射性氣溶膠采樣裝置1具有體積小、采樣時(shí)間短、采樣區(qū)域廣、采樣地點(diǎn)不受限制、采集量大、數(shù)據(jù)采集全面、能夠提高事故區(qū)域內(nèi)工作人員的安全性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N1/22GK103115802SQ20131000522
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者徐宏坤, 吳其反, 程建平 申請(qǐng)人:清華大學(xué)