一種β粒子三極電離粉塵傳感器的製作方法

2023-09-18 08:08:50 1

專利名稱：一種β粒子三極電離粉塵傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於測量粉塵濃度的傳感器，尤其是一種β粒子三極電離 粉塵傳感器。
背景技術：
目前對於粉塵濃度的測量主要採用靜電粉塵傳感器和直讀式測塵儀，前者是利用 粉塵顆粒在運動過程中碰撞摩擦產生帶電粉塵粒子，在電極上產生微弱的電流信號測出粉 塵濃度，實際應用中，帶電粒子在通過傳感器電極時正負電荷容易產生中和反應而失去電 荷，另外不帶電粉塵粒子碰到電極時不會產生電流，因此該方法測粉塵具有很大的局限性； 後者是利用間接方法進行測量，常用的有β射線吸收法和光學散射法，其中β射線吸收法 具有不受粉塵顆粒種類、顏色、形狀和空氣、水分等因素影響而被廣泛採用，但這種方法需 要使用濾膜做載體將空氣中的顆粒截取在濾膜表面才能實現儀器的測量工作，故其缺陷是 不僅單個測量時間長、不能連續測量，而且存在必須定期更換濾膜等較為繁瑣的工作，從而 不利於長期在線監測；光學散射法的原理是利用一定能量的光透過含塵空氣時，產生反射 或散射信號，信號變化量和所測環境粉塵濃度有一定關係，據此測得粉塵濃度，這種方法對 各種濃度條件下的粉塵顆粒均有良好的反應，且可以連續測量，但其測量不同的粉塵需要 不同的修正係數，並且其長期在線連續監測時，光學鏡頭易受粉塵汙染，維護和校驗工作量 大，應用範圍也受到很大限制。
發明內容本實用新型的目的是克服現有粉塵傳感器測量不準確、不能長期在線監測和使用 維護工作量大的缺陷，提供一種利用β粒子三極電離進行測量的粉塵傳感器。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種β粒子三極電離粉塵傳感 器，該傳感器包括殼體及其中並列設置的參考腔和測量腔，所述參考腔由周壁及上下端蓋 密閉形成，所述測量腔由周壁圍合而成，參考腔與測量腔相對處的周壁固連形成公共負極， 所述參考腔周壁上設有與公共負極絕緣的參比正極，所述測量腔周壁上設有與公共負極絕 緣的測量正極，測量腔兩端設有進氣口和出氣口，所述公共負極上設有β源託，β源託分 別對準參考腔和測量腔的兩端面上塗設有β源。所述參考腔和測量腔周壁截面均為圓環形，殼體截面為「8」字形結構。所述參比正極、測量正極與公共負極之間的殼體上分別設有用於隔離的絕緣墊。採用本實用新型的結構，既保留了可攜式β粒子吸收法測量粉塵時的優點，測量 出的粉塵濃度值不受粉塵顆粒的物理化學性質影響，同時克服了該方法測粉塵需要使用濾 膜的問題，可以長期不間斷進行監測，維護工作量大大降低；密封的參考腔體克服了 β粒 子電離法的信號漂移問題和零點自動校正難題，測量準確性高，長期穩定性好，適合在線監 測。另外，結構上採用「8」字形和絕緣墊，使得測量更為方便、準確。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的A-A向示意圖。
具體實施方式
如圖1 圖2所示，本實用新型的β粒子三極電離粉塵傳感器結構圖，包括殼體 及其中並列設置的參考腔3和測量腔8，參考腔由周壁及上下端蓋2密閉形成，測量腔由周 壁圍合而成，兩者共用一個公共負極4，參考腔周壁上設有與公共負極絕緣的參比正極1， 測量腔周壁上設有與公共負極絕緣的測量正極7，測量腔8上下貫通，兩端分別設有進氣口 6和出氣口 9。公共負極4上設有β源託5，β源塗在β源託分別對準參考腔3和測量腔 8的兩端面上，公共負極4與參比正極1和測量正極7之間的殼體上分別設有隔離絕緣墊 10，參考腔與測量腔的周壁截面均為圓環形，並互相連接形成「8」字形結構。本實用新型的工作原理和工作過程如下固定在公共負極4的β源均勻的向左右兩側的腔體發射β粒子，由於β粒子具 有很強的氣體電離性，能夠與空氣中的粉塵微粒發生電離現象，所以在參比正極1和測量 正極7上會產生微弱電流信號。參考腔3中密封的是潔淨的空氣，對β射線無阻擋，所以 參比正極1上的信號是零點信號。測量腔8是個上下開口的空腔，被測氣體從進氣口 6進 入，從出氣口 9流出，被測氣體中的粉塵顆粒被β粒子電離，測量正極7上的信號會隨被測 氣體中的粉塵濃度變化而變化，由此可測得被測粉塵的濃度。絕緣墊10和端蓋2採用高性 能絕緣材料，保證公共負極4與參比正極1和測量正極7間無漏電流。本實用新型的β粒子三極電離粉塵傳感器的測量結果僅與被測粉塵顆粒的電子 層密度(質量)有關，與粉塵顆粒的材質、形狀、化學性質、表面光潔度和顏色等無關。由於設 計了第三極密封電離室(密封了潔淨空氣)，該電離室作為基準參考端，使用時和測量腔處 於同一環境，克服了信號的漂移問題，提高了信號的檢測靈敏度，即使在含塵量極低的潔淨 環境或靜止的空間工作，粉塵傳感器也能夠準確的測量出結果。本實用新型克服了 β粒子吸收法測粉塵需要使用濾膜的問題，可以長期不間斷 進行粉塵監測，維護工作量大大降低；密封的參考腔體克服了 β粒子電離法的信號漂移問 題和零點自動校正難題，測量準確性高，長期穩定性好，適合在線監測。
權利要求一種β粒子三極電離粉塵傳感器，其特徵在於該傳感器包括殼體及其中並列設置的參考腔和測量腔， 所述參考腔由周壁及上下端蓋密閉形成，所述測量腔由周壁圍合而成，參考腔與測量腔相對處的周壁固連形成公共負極，所述參考腔周壁上設有與公共負極絕緣的參比正極，所述測量腔周壁上設有與公共負極絕緣的測量正極，測量腔兩端設有進氣口和出氣口，所述公共負極上設有β源託，β源託分別對準參考腔和測量腔的兩端面上塗設有β源。
2.根據權利要求1所述的β粒子三極電離粉塵傳感器，其特徵在於所述參考腔和測 量腔周壁截面均為圓環形，殼體截面為「8」字形結構。
3.根據權利要求1或2所述的β粒子三極電離粉塵傳感器，其特徵在於所述參比正 極、測量正極與公共負極之間的殼體上分別設有用於隔離的絕緣墊。
專利摘要本實用新型涉及一種β粒子三極電離粉塵傳感器，該傳感器包括殼體及其中並列設置的參考腔和測量腔，參考腔由周壁及上下端蓋密閉形成，測量腔由周壁圍合而成，參考腔與測量腔相對處的周壁固連形成公共負極，參考腔周壁上設有與公共負極絕緣的參比正極，測量腔周壁上設有與公共負極絕緣的測量正極，測量腔兩端設有進氣口和出氣口，公共負極上設有β源託，β源託分別對準參考腔和測量腔的兩端面上塗設有β源。本實用新型克服了β粒子吸收法測粉塵需要使用濾膜的問題,可以長期不間斷進行粉塵監測，維護工作量大大降低；密封的參考腔體克服了β粒子電離法的信號漂移問題和零點自動校正難題，測量準確性高，長期穩定性好，適合在線監測。
文檔編號G01N27/66GK201653975SQ20102014793
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月1日 優先權日2010年4月1日
發明者周正, 李波, 王凱, 趙彤宇 申請人:鄭州市光力科技發展有限公司