積分濁度儀串聯觀測系統的製作方法

2023-05-22 04:40:26

專利名稱：積分濁度儀串聯觀測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量裝置，特別是涉及一種用於氣溶膠的測量裝置。
背景技術：
目前對氣溶膠散射特性進行觀測使用的儀器大部分是濁度儀，但大多使用單一儀器觀測，針對的是固定粒徑範圍的氣溶膠顆粒物，不能對不同類型的、不同粒徑範圍的氣溶膠散射特性進行觀測研究。即使有兩臺儀器放在一起對比觀測，由於使用了不同的切割頭，以及採樣管路和流量的不同，會造成不可避免的測量誤差，同時觀測前需要花費大量時間對所有儀器進行依次檢測和校準，會需要消耗大量的C02標準氣體。在本領域中切割頭的作用是對大於某一粒徑範圍的顆粒進行過濾，保留所需粒徑的大氣氣溶膠，用於針對性的觀測。切割頭的切割效率受空氣流量影響較大，所以要嚴格控制流量。積分濁度儀通常包括一個光學測量室，光學測量室與積分濁度儀的進氣口和出氣口貫通，形成開放路徑，採樣氣體可以不受限制和幹擾的自由流通光學測量室。濁度儀還包括數據控制接口，用於向上位機傳輸數據，或接收上位機的控制指令。濁度儀還包括內置排氣泵，用於驅動測量光室採樣氣體流通。但是使用上位機逐一控制各積分濁度儀的內置排氣泵，目前缺少聯動機制，需要上位機控制系統進行升級。同時最重要的是內置排氣 泵的流量固定，不容易根據觀測條件進行控制。內置排氣泵的流量不一定適合切割頭的要求，造成切割頭無法獲得應有的切割(剔除)效率。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種積分濁度儀串聯觀測系統，解決對氣溶膠散射特性無法在一致的觀測條件下進行連續觀測的技術問題。本實用新型的積分濁度儀串聯觀測系統，包括上位機，網罩，加熱乾燥管，採樣管路，其中:還包括若干組積分濁度儀測量裝置，每組積分濁度儀測量裝置由一個切割頭和一個積分濁度儀串聯組成；各組積分濁度儀測量裝置的進氣口和出氣口依次串聯，形成一條貫通通道，在所述貫通通道的出氣口順序串聯浮子流量計和真空泵，在所述貫通通道的進氣口順序串聯加熱乾燥管、採樣管路和網罩，各積分濁度儀通過數據控制接口分別與上位機連接。所述積分濁度儀測量裝置包括第一積分濁度儀、第二積分濁度儀和第三積分濁度儀，第一切割頭、第二切割頭和第三切割頭，浮子流量計和真空泵；在第一切割頭出氣口和第一積分濁度儀的進氣口之間，第一積分濁度儀的出氣口和第二切割頭的進氣口之間，第二切割頭的出氣口和第二積分濁度儀的進氣口之間，第二積分濁度儀的出氣口和第三切割頭的進氣口之間，第三切割頭的出氣口和第三積分濁度儀的進氣口之間分別用連接管路連接，形成一條從第一切割頭到第三積分濁度儀的貫通通道；貫通通道的進氣口與加熱乾燥管的出氣口連接，加熱乾燥管的進氣口與採樣管路的出氣口連接，採樣管路的進氣口上安裝一個網罩；貫通通道的出氣口與浮子流量計的進氣口連接，浮子流量計的出氣口與真空泵的進氣口連接。還包括三通閥、減壓閥流量計和C02氣體鋼瓶；第一切割頭出氣口和第一積分濁度儀的進氣口間的連接管路通過設置三通閥連接減壓閥流量計的出氣口，減壓閥流量計的進氣口連接C02氣體鋼瓶的出氣口。所述採樣管路和連接管路採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管或導電膠皮管。所述加熱乾燥管的進氣口與採樣管路的出氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，加熱乾燥管的出氣口與第一切割頭的進氣口採用導電膠皮管連接，第一切割頭出氣口與第一積分濁度儀的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第一積分濁度儀的出氣口與第二切割頭的進氣口採用導電膠皮管連接，第二切割頭的出氣口與第二積分濁度儀的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第二積分濁度儀的出氣口與第三切割頭的進氣口採用導電膠皮管連接，第三切割頭的出氣口與第三積分濁度儀的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第三積分濁度儀的出氣口與浮子流量計的進氣口採用導電膠皮管連接，浮子流量計的出氣口與真空泵的進氣口採用導電膠皮管連接。所述減壓閥流量計直接安裝在CO2氣體鋼瓶的出氣口上，減壓閥流量計和三通閥之間用聚四氟乙烯管路連接，聚四氟乙烯管路的長度大於5米。本實用新型的積分濁度儀串聯觀測系統中，使用相同的採樣管路和外置的真空泵，保證樣本氣 體採樣環境和流量相同。在不同大氣環境下，測量不同粒徑範圍的氣溶膠顆粒物，利用多波段設備觀測不同波段下的不同粒徑氣溶膠的總散射係數和後向散射係數。串聯的儀器之間可進行驗證和對比觀測，出現問題可及時發現，儀器可以同時進行校準和檢測，保證得到高質量的觀測數據。與現有技術相比，本系統的主要特點在於:整個系統使用同一的採樣進氣口，同一加熱乾燥管和同一個真空泵，這樣就保證了整個系統測量的樣本氣體相同，流量相同，減小了外界環境造成的測量誤差；系統中改用唯一的外置真空泵，流量可以靈活調節，使得流量可以適用不同類型的切割頭，保證切割效率；整個系統管路連接全部使用的內外拋光的不鏽鋼管、導電膠皮管，減少了由於靜電作用氣溶膠粒子在管壁上的附著；系統中使用了不同切割粒徑範圍切割頭，在有效的研究不同粒徑範圍的氣溶膠顆粒物光學特性的同時，也可以防止較大的氣溶膠粒子進入濁度儀而在儀器光室內沉積，保護了儀器，延長使用壽命；整個系統可以統一的對各觀測儀器進行檢測和校準，減少校準時間，同時也節省了校準氣體C02的使用；三臺濁度儀串聯起來觀測，儀器之間可以相互進行驗證，對比觀測數據，及時的了解儀器的運行狀況，保證得到高質量的觀測數據。
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步說明。

圖1為本實用新型積分濁度儀串聯觀測系統的連接結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型積分濁度儀串聯觀測系統包括若干組積分濁度儀測量裝置，每組積分濁度儀測量裝置由一個切割頭和一個積分濁度儀串聯組成。各組積分濁度儀測量裝置的進氣口和出氣口依次串聯，形成一條貫通通道。貫通通道的出氣口順序串聯浮子流量計和真空泵，貫通通道的進氣口順序串聯加熱乾燥管、採樣管路和網罩。如圖1所示，本實施例的積分濁度儀測量裝置中，包括第一積分濁度儀12、第二積分濁度儀14和第三積分濁度儀16，第一切割頭11、第二切割頭13和第三切割頭15，浮子流量計17和真空泵18 ;還包括上位機01、包括網罩02、加熱乾燥管03、三通閥04、減壓閥流量計05和C02氣體鋼瓶06。在第一切割頭11出氣口和第一積分濁度儀12的進氣口之間，第一積分濁度儀12的出氣口和第二切割頭13的進氣口之間，第二切割頭13的出氣口和第二積分濁度儀14的進氣口之間，第二積分濁度儀14的出氣口和第三切割頭15的進氣口之間，第三切割頭15的出氣口和第三積分濁度儀16的進氣口之間分別用連接管路連接，形成一條從第一切割頭11到第三積分濁度儀的貫通通道。貫通通道的進氣口與加熱乾燥管03的出氣口連接，加熱乾燥管03的進氣口與採樣管路的出氣口連接，採樣管路的進氣口上安裝一個網罩02。貫通通道的出氣口與浮子流量計17的進氣口連接，浮子流量計17的出氣口與真空泵18的進氣口連接。第一切割頭11出氣口和第一積分濁度儀12的進氣口間的連接管路通過三通閥04連接減壓閥流量計05的出氣口，減壓閥流量計05的進氣口連接C02氣體鋼瓶06的出氣口。第一積分濁度儀12、第二積分濁度儀14和第三積分濁度儀16通過數據控制接口分別與上位機01數據連接。第一切割頭11採用PMlOBerner切割頭，第二切割頭13採用PM2.5Berner切割頭，第三切割頭15採用PMlBerner切割頭。各積分濁度儀採用三波段型號，包括450nm，550nm和700nm三個波段。網罩02用於對採樣管路進行遮雨防蟲。C02氣體鋼瓶06用於作為校準檢測氣體氣源。浮子流量計17採用30L/min量程的型號，真空泵18採用不小於30L/min流量的型號。數據控制接口採用RS232接口。
連接管路和採樣管路採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管或導電膠皮管，規格為3/4"。—種具體連接方式為加熱乾燥管03的進氣口與採樣管路的出氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，加熱乾燥管03的出氣口與第一切割頭11的進氣口採用導電膠皮管連接，第一切割頭11出氣口與第一積分濁度儀12的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第一積分濁度儀12的出氣口與第二切割頭13的進氣口採用導電膠皮管連接，第二切割頭13的出氣口與第二積分濁度儀14的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第二積分濁度儀14的出氣口與第三切割頭15的進氣口採用導電膠皮管連接，第三切割頭15的出氣口與第三積分濁度儀16的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第三積分濁度儀16的出氣口與浮子流量計17的進氣口採用導電膠皮管連接，浮子流量計17的出氣口與真空泵18的進氣口採用導電膠皮管連接。減壓閥流量計05直接安裝在C02氣體鋼瓶06的出氣口，減壓閥流量計05和三通閥04之間用聚四氟乙烯管路連接，聚四氟乙烯管路的長度大於5米。本實施例中真空泵18提供貫通通道的排氣動力，通過浮子流量計17控制流速。通過減壓閥流量計05和三通閥04控制C02氣體的流量和流向。[0029]在實際應用中，首先對浮子流量計17進行校準，校準公式為:
權利要求1.一種積分濁度儀串聯觀測系統，包括上位機，網罩，加熱乾燥管，採樣管路，其特徵在於:還包括若干組積分濁度儀測量裝置，每組積分濁度儀測量裝置由一個切割頭和一個積分濁度儀串聯組成；各組積分濁度儀測量裝置的進氣口和出氣口依次串聯，形成一條貫通通道，在所述貫通通道的出氣口順序串聯浮子流量計和真空泵，在所述貫通通道的進氣口順序串聯加熱乾燥管、採樣管路和網罩，各積分濁度儀通過數據控制接口分別與上位機連接。
2.根據權利要求1所述的積分濁度儀串聯觀測系統，其特徵在於:所述積分濁度儀測量裝置包括第一積分濁度儀(12)、第二積分濁度儀(14)和第三積分濁度儀(16)，第一切割頭(11)、第二切割頭(13)和第三切割頭(15)，浮子流量計(17)和真空泵(18);在第一切割頭(11)出氣口和第一積分濁度儀(12)的進氣口之間，第一積分濁度儀(12)的出氣口和第二切割頭(13)的進氣口之間，第二切割頭(13)的出氣口和第二積分濁度儀(14)的進氣口之間，第二積分濁度儀(14)的出氣口和第三切割頭(15)的進氣口之間，第三切割頭(15)的出氣口和第三積分濁度儀(16)的進氣口之間分別用連接管路連接，形成一條從第一切割頭(11)到第三積分濁度儀的貫通通道；貫通通道的進氣口與加熱乾燥管(03)的出氣口連接，加熱乾燥管(03)的進氣口與採樣管路的出氣口連接，採樣管路的進氣口上安裝一個網罩(02);貫通通道的出氣口與浮子流量計(17)的進氣口連接，浮子流量計(17)的出氣口與真空泵(18)的進氣口連接。
3.根據權利要求2所述的積分濁度儀串聯觀測系統，其特徵在於:還包括三通閥(04)、減壓閥流量計(05)和C02氣體鋼瓶(06);第一切割頭(11)出氣口和第一積分濁度儀(12)的進氣口間的連接管路通過設置三通閥(04)連接減壓閥流量計(05)的出氣口，減壓閥流量計(05)的進氣口連接C02氣體鋼瓶(06)的出氣口。
4.根據權利要求3所述的積分濁度儀串聯觀測系統，其特徵在於:所述採樣管路和連接管路採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管或導電膠皮管。
5.根據權利要求4所述的積分濁度儀串聯觀測系統，其特徵在於:所述加熱乾燥管(03)的進氣口與採樣管路的出氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，加熱乾燥管(03)的出氣口與第一切割頭(11)的進氣口採用導電膠皮管連接，第一切割頭(11)出氣口與第一積分濁度儀(12)的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第一積分濁度儀(12)的出氣口與第二切割頭(13)的進氣口採用導電膠皮管連接，第二切割頭(13)的出氣口與第二積分濁度儀(14)的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第二積分濁度儀(14)的出氣口與第三切割頭(15)的進氣口採用導電膠皮管連接，第三切割頭(15)的出氣口與第三積分濁度儀(16)的進氣口採用內外拋光無縫焊接不鏽鋼管連接，第三積分濁度儀(16)的出氣口與浮子流量計(17)的進氣口採用導電膠皮管連接，浮子流量計(17)的出氣口與真空泵(18 )的進氣口採用導電膠皮管連接。
6.根據權利要求5所述的積分濁度儀串聯觀測系統，其特徵在於:所述減壓閥流量計(05)直接安裝在CO2氣體鋼瓶(06)的出氣口上，減壓閥流量計(05)和三通閥(04)之間用聚四氟乙烯管路連接，聚四氟乙烯管路的長度大於5米。
專利摘要一種積分濁度儀串聯觀測系統，包括上位機，網罩，加熱乾燥管，採樣管路，其中包括若干組積分濁度儀測量裝置，每組積分濁度儀測量裝置由一個切割頭和一個積分濁度儀串聯組成；各組積分濁度儀測量裝置的進氣口和出氣口依次串聯，形成一條貫通通道，在所述貫通通道的出氣口順序串聯浮子流量計和真空泵，在所述貫通通道的進氣口順序串聯加熱乾燥管、採樣管路和網罩，各積分濁度儀通過數據控制接口分別與上位機數據連接。可以保證對各觀測儀器進行統一檢測和校準，儀器之間可以相互進行驗證，對比觀測數據，及時的了解儀器的運行狀況，保證得到高質量的觀測數據。
文檔編號G01N21/47GK203132990SQ20132006982
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月6日 優先權日2013年2月6日
發明者史晉森, 閉建榮, 張北鬥, 黃建平, 黃忠偉, 葛覲銘 申請人:蘭州大學