CN103592158B

CN103592158B - 一种超大流量放射性气溶胶采样装置

Info

Publication number: CN103592158B
Application number: CN201310486950.5A
Authority: CN
Inventors: 李锦�; 韩善彪; 张艳霞
Original assignee: NUCLEAR AND RADIATION SAFETY CENTER
Current assignee: NUCLEAR AND RADIATION SAFETY CENTER
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: CN103592158A

Abstract

本发明提供了一种超大流量放射性气溶胶采样装置，属于辐射防护与环境保护领域。所述采样装置为带有控制面板的箱体结构，包括上采样回路和下采样回路，由旋风式进气筒、气溶胶采样头、真空压力表、流量监测仪、真空泵、自动控制单元、连接头和管道构成。该发明的采样装置通过旋风式进气筒和双采样回路的设计，可以有效缓解滤材堵塞，特别适用于复杂气象条件下或大气颗粒物严重污染时放射性气溶胶的超大流量采集。

Description

一种超大流量放射性气溶胶采样装置

技术领域

本发明提供了一种超大流量放射性气溶胶采样装置，属于辐射防护与环境保护领域。

背景技术

放射性气溶胶监测是核应急监测和常规环境核辐射监测的重要内容，而放射性气溶胶的采集则是监测工作开展的前提。为保证监测数据的及时性、准确性和可靠性，放射性气溶胶的采样量或采样速率通常需要满足一定要求，如我国《辐射环境监测技术规范》（HJ/T61-2001）要求核电厂辐射环境监测中气溶胶累积采样体积应不低于10000m³，全面禁止核试验条约组织则明确规定其放射性核素监测台站配备的气溶胶采样器流量不低于500m³/h。

适应辐射环境监测工作的需要，超大流量放射性气溶胶采样器逐渐被广泛应用。现有超大流量放射性气溶胶采样器普遍采用单回路模式，一般由进气管、采样头、流量计、真空泵、电控***、排气管和管道组成。滤材堵塞是当前超大流量放射性气溶胶采样器运行中遇到的突出问题，尤其是在复杂气象条件或大气颗粒物严重污染的情况下，频繁的滤材堵塞容易造成滤材的破损甚至设备的损坏。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供一种超大流量放射性气溶胶采样装置，能够有效实现复杂气象条件或大气颗粒物严重污染时放射性气溶胶的超大流量采集。

本发明所采用的技术方案是：

一种超大流量放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述采样装置为带有控制面板的箱体结构，包括上采样回路和下采样回路，由旋风式进气筒、气溶胶采样头I、气溶胶采样头II、电磁阀I、电磁阀II、真空压力表I、真空压力表II、流量计I、流量计II、流量监测仪、真空泵I、真空泵II和自动控制单元构成。

所述采样装置连接关系为：设置在采样装置箱体外的进气口与旋风式进气筒切向连接，旋风式进气筒顶部和底部分别与上排风管和下排风管连接；上排风管与气溶胶采样头I的一端连接，气溶胶采样头I的另一端与电磁阀I连接，电磁阀I的另一端与三通接头I的一个接头连接，三通接头I的其他两个接头分别与真空压力表I和流量计I连接，流量计I与真空泵I连接，真空泵I与排气管I连接，构成采样装置的上采样回路；下排风管与气溶胶采样头II的一端连接，气溶胶采样头II的另一端与电磁阀II连接，电磁阀II的另一端与三通接头II的一个接头连接，三通接头II的其他两个接头分别与真空压力表II和流量计II连接，流量计II与真空泵II连接，真空泵II与排气管II连接，构成采样装置的下采样回路；流量计I、流量计II分别与流量监测仪连接；自动控制单元通过控制信号线分别与电磁阀I、电磁阀II、真空压力表I、真空压力表II、流量监测仪、真空泵I和真空泵II连接。

所述旋风式进气筒是一个预分离器，可以将吸入的放射性气溶胶中的较大颗粒物除去，有效缓解滤材的堵塞。

所述旋风式进气筒底部设有防反混堆，可以有效抑制被分离出的大颗粒物再次进入分离空间。

所述自动控制单元通过控制信号线对真空压力表、电磁阀、流量监测仪、真空泵的运行工况进行控制和管理，实现采样回路的运行和停止。两个气溶胶采样头形成上、下两个采样回路，当采样装置启动时，上采样回路备用，下采样回路投入运行，由下采样回路实现放射性气溶胶样品的预分离和收集；当下采样回路发生堵塞时，自动控制单元控制上采样回路投入运行，同时下采样回路关闭，由上采样回路实现放射性气溶胶样品的采集，下采样回路实现放射性气溶胶样品的预分离。

所述真空压力表可以将采样回路压力监测信息反馈给自动控制单元，当采样回路负压达到设定值时，压力表输出信号，自动控制单元切断相应回路上的真空泵电源，以保护仪器设备。

所述流量监测仪用于流量监测和控制，可以实时在线显示两回路流量计的瞬时流量、累积流量、采样时间和总累积流量，当总累积流量达到设定值时，流量监测仪输出信号，切断真空泵电源，气溶胶采样***停止工作。

本发明的放射性气溶胶采样装置，通过旋风式进气筒和双采样回路的设计，在保证对放射性气溶胶进行超大流量采集的情况下，有效缓解滤材堵塞，特别适用于复杂气象条件或大气颗粒物严重污染时放射性气溶胶的采集。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1-箱体；2-控制面板；3-进气口；4-旋风式进气筒；5-防反混堆；6-下排风管；7-气溶胶采样头II；8-电磁阀II；9-三通接头II；10-流量计II；11-真空泵II；12-排气管II；13-上排风管；14-气溶胶采样头I；15-电磁阀I；16-三通接头I；17-流量计I；18-真空泵I；19-排气管I；20-真空压力表II；21-真空压力表I；22-流量监测仪；23-自动控制单元；24-控制信号线。

具体实施方式

附图非限制性公开了本发明的具体实施例，以下结合附图作进一步的说明。

一种超大流量放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述采样装置为带有控制面板（2）的箱体（1）结构，包括上采样回路和下采样回路，由旋风式进气筒（4）、气溶胶采样头I（14）、气溶胶采样头II（7）、电磁阀I（15）、电磁阀II（8）、真空压力表I（21）、真空压力表II（20）、流量计I（17）、流量计II（10）、流量监测仪（22）、真空泵I（18）、真空泵II（11）和自动控制单元（23）构成。

所述采样装置连接关系为：设置在采样装置箱体外的进气口（3）与旋风式进气筒（4）切向连接，旋风式进气筒（4）顶部和底部分别与上排风管（13）和下排风管（6）连接；上排风管（13）与气溶胶采样头I（14）的一端连接，气溶胶采样头I（14）的另一端与电磁阀I（15）连接，电磁阀I（15）的另一端与三通接头I（16）的一个接头连接，三通接头I（16）的其他两个接头分别与真空压力表I（21）和流量计I（17）连接，流量计I（17）与真空泵I（18）连接，真空泵I（18）与排气管I（19）连接，构成采样装置的上采样回路；下排风管（6）与气溶胶采样头II（7）的一端连接，气溶胶采样头II（7）的另一端与电磁阀II（8）连接，电磁阀II（8）的另一端与三通接头II（9）的一个接头连接，三通接头II（9）的其他两个接头分别与真空压力表II（20）和流量计II（10）连接，流量计II（10）与真空泵II（11）连接，真空泵II（11）与排气管II（12）连接，构成采样装置的下采样回路；流量计I（17）、流量计II（10）分别与流量监测仪（22）连接；自动控制单元（23）通过控制信号线（24）分别与电磁阀I（15）、电磁阀II（8）、真空压力表I（21）、真空压力表II（20）、流量监测仪（22）、真空泵I（18）和真空泵II（11）连接。

当采样装置启动时，电磁阀I（15）和真空泵I（18）关闭，上采样回路处于备用状态，下采样回路投入运行。进入旋风式进气筒（4）的放射性气溶胶在离心回旋作用下被分离，其中的大颗粒物沉积在旋风式进气筒（4）底部锥体的四周，被分离后的气溶胶进入旋风式进气筒（4）的下排风管（6），由气溶胶采样头II（7）吸附。旋风式进气筒（4）底部设有防反混堆（5），可以有效抑制被分离出的大颗粒物再次进入分离空间。真空压力表II（20）显示下采样回路压力，并将压力监测反馈信息提供给自动控制单元（23）。流量计II（10）对下采样回路的流量进行监测，通过流量计II（10）的气体依次经过真空泵II（11）和排气管II（12）后排出。流量监测仪（22）可以实时显示下采样回路的瞬时流量、累积流量和采样时间，并将累积流量信息反馈给自动控制单元（23）。当下采样回路累积流量达到设定值时，流量监测仪（23）输出信号，气溶胶采样装置停止工作。

在复杂气象条件或大气颗粒物严重污染时，若累计采样体积尚未达到设定值，但放射性气溶胶采样头II（7）由于长时间运行造成滤膜堵塞，导致下采样回路负压达到设定值时，真空压力II（20）表输出信号，自动控制单元（23）切断真空泵II（11）的电源，电磁阀II（8）关闭，以保护下采样回路中的相关设备。随后，自动控制单元（23）控制电磁阀I（15）开启和真空泵I（18）启动，上采样回路投入运行。此时，下采样回路对放射性气溶胶样品进行预分离，被分离后的气溶胶进入旋风式进气筒（4）的上排风管（13），被气溶胶采样头I（14）吸附，由上采样回路实现对放射性气溶胶样品的采集。真空压力表I（21）显示上采样回路压力，流量计I（17）对上采样回路的流量进行监测，流量监测仪（22）实时显示上采样回路的瞬时流量、累积流量和采样时间，并将总累计流量信息进行记录，同时反馈给自动控制单元（23）。当总累积流量达到设定值时，流量监测仪（22）输出信号，关闭真空泵I（18）和电磁阀I（15），完成一次放射性气溶胶样品的采集任务。

Claims

1.一种超大流量放射性气溶胶采样装置，其特征在于：所述采样装置为带有控制面板的箱体结构，包括上采样回路和下采样回路，由旋风式进气筒、气溶胶采样头I、气溶胶采样头II、电磁阀I、电磁阀II、真空压力表I、真空压力表II、流量计I、流量计II、流量监测仪、真空泵I、真空泵II和自动控制单元构成；其连接关系为：设置在采样装置箱体外的进气口与旋风式进气筒切向连接，旋风式进气筒顶部和底部分别与上排风管和下排风管连接；上排风管与气溶胶采样头I的一端连接，气溶胶采样头I的另一端与电磁阀I连接，电磁阀I的另一端与三通接头I的一个接头连接，三通接头I的其他两个接头分别与真空压力表I和流量计I连接，流量计I与真空泵I连接，真空泵I与排气管I连接，构成采样装置的上采样回路；下排风管与气溶胶采样头II的一端连接，气溶胶采样头II的另一端与电磁阀II连接，电磁阀II的另一端与三通接头II的一个接头连接，三通接头II的其他两个接头分别与真空压力表II和流量计II连接，流量计II与真空泵II连接，真空泵II与排气管II连接，构成采样装置的下采样回路；流量计I、流量计II分别与流量监测仪连接，当所述采样装置启动时，所述上采样回路备用，所述下采样回路投入运行，由所述下采样回路实现放射性气溶胶样品的预分离和收集，当所述下采样回路发生堵塞时，所述自动控制单元控制所述上采样回路投入运行，同时所述下采样回路关闭，由所述上采样回路实现放射性气溶胶样品的采集，所述下采样回路实现放射性气溶胶样品的预分离。

2.如权利要求1所述的一种超大流量放射性气溶胶采样装置，其特征在于：所述自动控制单元通过控制信号线分别与电磁阀I、电磁阀II、真空压力表I、真空压力表II、流量监测仪、真空泵I和真空泵II连接。

3.如权利要求1所述的一种超大流量放射性气溶胶采样装置，其特征在于，所述旋风式进气筒底部设有防反混堆。