[发明专利]一种辊轴式放射性气溶胶连续监测仪的走纸采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及核辐射探测领域中放射性气溶胶的连续监测，具体为一种能够适用于海上环境的放射性气溶胶监测仪的走纸采样装置。 

背景技术

放射性气溶胶监测的目的是及时获取空气中放气溶胶的浓度信息，为气溶胶的净化与防护提供科学依据，以保护环境安全和人员健康。海上使用的放射性气溶胶监测系统，不但要满足陆上放射性气溶胶监测的要求，还要满足海上航行期间的特殊要求，比如高湿度、高盐雾、防水等。 

已有的陆上放射性气溶胶监测系统装配到船只上后，一般只能在气象、海况条件较好的情况下开机测量。然而，当海上湿度较大时(比如有海雾，海雾在设备上有凝水，以及海浪拍打船体形成的水沫等)，滤纸极易受潮或被打湿。当开机运行时，在真空泵负压的作用下，滤纸将紧贴在托直滤纸与托纸盘的摩擦阻力很大，易导致滤纸在移动时被拉断。 

发明内容

本发明的目的在于针对船用放射性气溶胶监测系统中滤纸受潮或被打湿后易被拉断这一实际问题，提供一种摩擦阻力较小的辊轮式走纸采样装置。 

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

托纸盘为纸带传动系统关键部件，作用是在取样同时走纸，减少摩擦力，保障滤纸不被拉断。在正常情况下，托纸盘只要打磨的比较平滑就能保证滤纸不被拉断。但在滤纸受潮时，滤纸的抗拉强度下降，摩擦系数增加，取样阻力增大。经过测试，2^#滤纸在浸水后(极限情况)，其抗拉强度仅有1.5kg，而摩擦系数达到0.85。对于Φ20的取样口，压差为0.625kg/cm²，整个取样口的压力达到1.96kg。加上滤纸轴阻尼，整个阻力F_L为2.17kg，超过了滤纸的抗拉强度1.5kg。即使没有滤纸轴的阻尼，在采样口的摩擦阻力μF_N也有1.67kg，这也超过了滤纸的抗拉强度1.5kg。 

为了防止滤纸不被拉断，须设法减小滤纸的摩擦系数和滤纸轴的阻尼。滤纸轴的阻尼最小可调整到0.1kg，而摩擦阻力可通过降低滤纸托纸盘摩擦系数的方式来减小。本发明设计一种辊轴式滤纸托盘，辊轴选用钢材。滤纸靠在辊轴上，当滤纸以一定的速度匀速移动时，产 生两个摩擦力，即滤纸与辊轴之间的滚动摩擦力和辊轴与基座之间的滑动摩擦力。滤纸与辊轴之间的滚动摩擦力很小可以忽略，而辊轴与基座之间的滑动摩擦力是主要的摩擦阻力。经实验测试结果表明，在无润滑的情况下钢与钢之间的滑动静摩擦系数和动摩擦系数均为0.15，故其摩擦阻力μF_N仅为0.25kg，这样滤纸轴阻力与摩擦阻力之和(0.35kg)远小于滤纸浸水之后的抗拉强度1.5kg。通过辊轴滤纸托盘设计，可保障滤纸在受潮的情况下不被拉断。 

附图说明

图1为走纸采样装置整体结构示意图。 

图中，1为机箱；2为取样管路；3为探测器；4为取样滤纸，；5为滤带仓；6为流量计；7为抽气泵；8为测量控制部件；9为电机；10为样品仓；11为气流出口；12为滤纸托盘；13为供纸轮；14为收纸轮；15为从动轮；16为主动轮；17为取样箱体。 

图2为辊轴托盘机构示意图。 

图中，6为流量计；18为滚轮；19为滚轮托盘。 

具体实施方式

如图1所示，电机9带动收纸轮14转动开始收纸时，供纸轮13也开始转动，滤纸从滤带仓5出发，由从动轮15和弹片之间穿过，沿着传送钢带4和滤纸托盘12，绕过主动轮16，最终进入收纸仓10。 

测量时，抽气泵7打开，放射性气溶胶由取样箱体17进入，并沿着取样管路2进入气溶胶采样单元(即滤纸托盘12，探测器3，滤纸4)，再经气体流量计6，最后通过气流出口11流出。由于抽气泵7抽气时会在管路中形成负压，导致滤纸4紧贴在滤纸托盘12上面。由于采用了辊轴式托盘机构，如图2所示，由于受潮或打湿的滤纸4与滚轮18之间的滚动摩擦很小，且远小于滤纸浸水之后的抗拉强度，从而保证了滤纸即便在完全浸湿的情况下也不会被拉断。 

本发明采用的辊轴式滤纸托盘，可大幅度减少滤纸运行中受到的摩擦力，解决了海上使用环境中滤纸容易拉断的实际问题。