顆粒物切割器的校準系統的製作方法

2023-05-20 17:24:16

專利名稱：顆粒物切割器的校準系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種顆粒物切割器領域，尤其涉及一種高精度、高效能的顆粒物切割器的校準系統。
背景技術：
隨著工業的不斷發展，人類生存環境遭到破壞，其中空氣汙染形勢嚴峻，空氣中的懸浮顆粒物能夠造成灰霾天氣。氣象專家和醫學專家認為，由細顆粒物造成的灰霾天氣對人體健康的危害甚至要比沙塵暴更大。粒徑10微米以上的顆粒物，會被擋在人的鼻子外面；粒徑在2. 5微米至10微米之間的顆粒物，能夠進入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，另外也會被鼻腔內部的絨毛阻擋，對人體健康危害相對較小；而粒徑在2. 5微米以下的細顆粒物，直徑相當於 人類頭髮的1/10大小，不易被阻擋。被吸入人體後會直接進入支氣管，幹擾肺部的氣體交換，引發包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。大氣氣溶膠是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣品質、能見度、酸沉降、雲和降水、大氣的輻射平衡(進而對全球氣候變化)、平流層和對流層的化學反應等均有重要影響。最近10多年來大量的流行病學研究觀察到人體健康損害與暴露於其中的細顆粒物PM2. 5 (particulate matter,PM)之間的相關程度顯著高於粗顆粒物。PM2. 5,也稱為可入肺顆粒物，是指大氣中空氣動力學直徑小於或等於2. 5微米的細顆粒物。PM2. 5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，不僅對空氣品質和能見度等有重要的影響，而且嚴重威脅到人類的健康。PM2. 5可以直接進入人類支氣管甚至達到肺泡，長期附著在支氣管和肺部，人體自身的新陳代謝無法將其排除到體外。主要是對呼吸系統和心血管系統造成傷害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困難、降低肺功能、力口重哮喘、導致慢性支氣管炎、心律失常、非致命性的心臟病、心肺病患者過早死亡。大氣中PM2. 5的濃度長期高於10 μ g/m3，死亡風險就開始上升。濃度每增加10 μ g/m3,總的死亡風險、得心肺疾病的死亡風險和得肺癌的死亡風險分別上升4%、6%，和8%。大氣中PM2. 5的來源有3種(1)自然來源顆粒物，包括火山灰、塵灰、森林火災、裸露地表、沙塵暴、風揚塵土、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細菌等等。(2)原生性懸浮顆粒物，包手火力發電廠、石化工廠和一般工廠燃燒不完全所產生的懸浮顆粒物。(3)衍生性顆粒懸浮物，包括工廠、機動車、石化行業排放的硫氧化物或氮氧化物、有機化合物受到日光照射後所產生的硫酸鹽、硝酸鹽、有機化合物及其它化合物互相作用形成的細顆粒物。其中機動車是PM2. 5的主要來源。目前，國際上廣泛用於測定PM2. 5的方法有三種重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。這些方法的操作步驟主要分為兩步，先把ΡΜ2. 5與較大的顆粒物分離，然後測定分離出來的ΡΜ2. 5的重量。在ΡΜ2. 5分離和捕集方面，研發了 ΡΜ2. 5切割器，其原理是在抽氣泵的作用下，空氣以一定的流速流過切割器時，那些較大的顆粒因為慣性大，撞在塗了油的部件上而被截留，慣性較小的ΡΜ2. 5則能絕大部分隨著空氣順利通過。不過，就ΡΜ2. 5的切割器的捕集能力及效果來說，直徑小於2. 5微米的顆粒也不是全都能通過，恰好為2. 5微米的顆粒也有50%的概率能通過切割器；直徑大於2. 5微米的顆粒並非全被截留，因此利用PM2. 5切割器分離捕集細顆粒物，不同現場的採集統計結果與真實值之間可能會存在偏差，造成高估或低估。按照《環境空氣PMlO和PM2. 5的測定重量法》的標準要求，動力學直徑3. O微米以上顆粒的通過率需小於16%，而2. I微米以下顆粒的通過率要大於84%，進而確定結果落在一個可信的區間。顆粒物切割器是用於對直徑為一個特定數值範圍內的塵埃顆粒進行分離，例如PM2. 5切割器是對直徑小於等於2. 5微米的顆粒進行分離，切割器在使用之前須經過校準，當前PM2. 5的測試方法為通過測量流量、切割器的尺寸，通過採用數學公式換算來計算其結果，因此其測量結果會存在較大的誤差。因此，亟需一種高精度、高效能的顆粒物切割器的校準系統
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種高精度、高效能的顆粒物切割器的校準系統。為了實現上述目的，本實用新型提供的技術方案是提供一種顆粒物切割器的校準系統，用於校準顆粒物切割器，所述切割器用於分離空氣中的顆粒物，其包括氣源、第一輸氣管、控制系統及實驗倉，所述氣源通過所述第一輸氣管與所述實驗倉連通，所述控制系統包括控制器、第一流量控制器、溫度控制器及溼度控制器，所述第一流量控制器、溫度控制器及溼度控制器均與所述控制器電性連接，所述實驗倉包括第一吹氣裝置、依次連通的吹掃倉、第二吹氣裝置、混合倉及懸浮倉，所述吹掃倉和第一輸氣管連通，且內部置有已定數量的顆粒物，所述第一吹氣裝置設置於所述吹掃倉內，所述第一吹氣裝置將顆粒物吹散且與所述氣源提供的氣流混合，所述混合倉的外壁均勻的開設有進氣嘴，所述進氣嘴均與所述第二吹氣裝置連通，所述第二吹氣裝置向所述混合倉內進行吹氣，且將所述吹掃倉的輸出混合形成確切濃度的標準氣體樣品，所述標準氣體樣品進入所述懸浮倉，且所述懸浮倉對所述標準氣體樣品進行緩衝後供待校準切割器進行採樣，通過對比確切濃度的標準氣體樣品和待校準切割器所收集到的數據來對待校準切割器進行校準。所述混合倉呈圓筒狀。所述第一吹氣裝置產生的氣流的速度為10 14米/秒，所述第二吹氣裝置產生氣流的速度為32 38米/秒。所述第一流量控制器、溫度控制器及溼度控制器均裝設在所述第一輸氣管上。所述懸浮倉設置有出氣口，所述出氣口上連接有用於和切割器連接的接頭。所述氣源提供潔淨氣體。所述顆粒物切割器的校準系統還包括第二輸氣管，所述氣源還通過所述第二輸氣管和所述混合倉連通，並給所述混合倉供氣。所述控制系統還包括第二流量控制裝置，所述第二流量控制裝置與所述控制器電性連接，且設置在所述第二輸氣管上。所述控制系統還包括流量計，所述第一輸氣管及第二輸氣管上均設置有所述流量計。所述控制系統還包括靜電調節器，所述靜電調節器設置在所述第一輸氣管上。[0020]與現有技術相比，在本實用新型顆粒物切割器的校準系統中，所述混合倉用於將所述氣源輸出的氣體與所述顆粒物混合形成確切濃度的標準氣體樣品，所述標準氣體樣品進入所述懸浮倉，且所述懸浮倉用於對所述標準氣體樣品進行緩衝後供所述切割器進行採樣。本實用新型顆粒物切割器的校準系統的重點在於將顆粒物混合成標準氣體樣品，然後將所述標準氣體樣品進入待校準切割器，通過對比已知濃度的標準氣體樣品和待校準切割器所收集到的數據來進行校準。通過以下的描述並結合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本實用新型的實施例。

圖I為本實用新型顆粒物切割器的校準系統的一個實施例的框架圖。圖2為如圖I所示的顆粒物切割器的校準系統的實驗倉的結構示意圖。圖示說明顆粒物切割器的校準系統100，氣源10，第一輸氣管20a，第二輸氣管20b，控制系統30，控制器31，第一流量控制器32，溫度控制器33，溼度控制器34，流量計35，靜電調節器36，第二流量控制器37，實驗倉40，第一吹氣裝置41，吹掃倉42，第二吹氣裝置43，混合倉44，懸浮倉45，進氣嘴46，出氣口 47，接頭48。
具體實施方式
現在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，如圖1-2所示，本實用新型提供的顆粒物切割器的校準系統100，用於校準顆粒物切割器，所述切割器用於分離空氣中的顆粒物，其包括氣源10、第一輸氣管20a、控制系統30及實驗倉40，所述氣源10通過所述第一輸氣管20a與所述實驗倉40連通，所述控制系統30包括控制器31、第一流量控制器32、溫度控制器33及溼度控制器34，所述第一流量控制器32、溫度控制器33及溼度控制器34均與所述控制器31電性連接，所述實驗倉40包括第一吹氣裝置41、依次連通的吹掃倉42、第二吹氣裝置43、混合倉44及懸浮倉45，所述吹掃倉42和第一輸氣管20a連通，且內部置有已定數量的顆粒物(圖上未視)，所述第一吹氣裝置41設置於所述吹掃倉42內，所述第一吹氣裝置41將顆粒物吹散且與所述氣源10提供的氣流混合，所述混合倉44的外壁均勻的開設有進氣嘴46，所述進氣嘴46均與所述第二吹氣裝置43連通，所述第二吹氣裝置43向所述混合倉44內進行吹氣，且將所述吹掃倉42的輸出混合形成確切濃度的標準氣體樣品，所述標準氣體樣品進入所述懸浮倉45，且所述懸浮倉45對所述標準氣體樣品進行緩衝後供待校準切割器進行採樣，通過對比確切濃度的標準氣體樣品和待校準切割器所收集到的數據來對待校準切割器進行校準。如圖2所示，所述混合倉44呈圓筒狀。所述第一吹氣裝置41產生的氣流的速度為10 14米/秒，所述第二吹氣裝置43產生氣流的速度為32 38米/秒。如圖I所示，所述第一流量控制器32、溫度控制器33及溼度控制器34均裝設在所述第一輸氣管20a上。如圖2所示，所述懸浮倉45設置有出氣口 47，所述出氣口 47上連接有用於和切割器連接的接頭48。[0030]如圖2所示，所述懸浮倉45是通過接頭48與切割器進行連接。如圖I所示，所述氣源10提供潔淨氣體。如圖2所示，所述顆粒物切割器的校準系統100還包括第二輸氣管20b，所述氣源10還通過所述第二輸氣管20b和所述混合倉44連通，並給所述混合倉44供氣。如圖I所示，所述控制系統30還包括第二流量控制裝置37，所述第二流量控制裝置37與所述控制器31電性連接且設置在所述第二輸氣管20b上。如圖I所示，所述控制系統30還包括流量計35，所述第一輸氣管20a及第二輸氣管20b上均設置有所述流量計30。 如圖I所示，所述控制系統30還包括靜電調節器36，所述靜電調節器36設置在所
述第一輸氣管20a上。結合圖1-2，在本實用新型顆粒物切割器的校準系統100中，所述第一吹氣裝置41設置於所述吹掃倉42內，所述第一吹氣裝置41將顆粒物吹散且與所述氣源10提供的氣流混合，所述混合倉44的外壁均勻的開設有進氣嘴46，所述進氣嘴46均與所述第二吹氣裝置43連通，所述第二吹氣裝置43向所述混合倉44內進行吹氣，且將所述吹掃倉42的輸出混合形成確切濃度的標準氣體樣品，所述標準氣體樣品進入所述懸浮倉45，且所述懸浮倉45對所述標準氣體樣品進行緩衝後供待校準切割器進行採樣，通過對比確切濃度的標準氣體樣品和待校準切割器所收集到的數據來對待校準切割器進行校準。本實用新型顆粒物切割器的校準系統100的重點在於將顆粒物混合成標準氣體樣品，然後將所述標準氣體樣品進入待校準切割器，通過對比已知濃度的標準氣體樣品和待校準切割器所收集到的數據來進行校準。本實用新型提供的顆粒物切割器的校準系統100可以對PM2. 5切割器和其他切割器進行校準。以上所揭露的僅為本實用新型的優選實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利範圍，因此依本實用新型申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的範圍。
權利要求1.一種顆粒物切割器的校準系統，用於校準顆粒物切割器，所述切割器用於分離空氣中的顆粒物，其特徵在於，包括氣源、第一輸氣管、控制系統及實驗倉，所述氣源通過所述第一輸氣管與所述實驗倉連通，所述控制系統包括控制器、第一流量控制器、溫度控制器及溼度控制器，所述第一流量控制器、溫度控制器及溼度控制器均與所述控制器電性連接，所述實驗倉包括第一吹氣裝置、依次連通的吹掃倉、第二吹氣裝置、混合倉及懸浮倉，所述吹掃倉和第一輸氣管連通，且內部置有已定數量的顆粒物，所述第一吹氣裝置設置於所述吹掃倉內，所述第一吹氣裝置將顆粒物吹散且與所述氣源提供的氣流混合，所述混合倉的外壁均勻的開設有進氣嘴，所述進氣嘴均與所述第二吹氣裝置連通，所述第二吹氣裝置向所述混合倉內進行吹氣，且將所述吹掃倉的輸出混合形成確切濃度的標準氣體樣品，所述標準氣體樣品進入所述懸浮倉，且所述懸浮倉對所述標準氣體樣品進行緩衝後供待校準切割器進行採樣，通過對比確切濃度的標準氣體樣品和待校準切割器所收集到的數據來對待校準切割器進行校準。
2.如權利要求I所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於所述混合倉呈圓筒狀。
3.如權利要求I所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於所述第一吹氣裝置產生的氣流的速度為10 14米/秒，所述第二吹氣裝置產生氣流的速度為32 38米/秒。
4.如權利要求I所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於所述第一流量控制器、溫度控制器及溼度控制器均裝設在所述第一輸氣管上。
5.如權利要求I所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於所述懸浮倉設置有出氣口，所述出氣口上連接有用於和切割器連接的接頭。
6.如權利要求I所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於所述氣源提供潔淨氣體。
7.如權利要求I所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於還包括第二輸氣管，所述氣源還通過所述第二輸氣管和所述混合倉連通，並給所述混合倉供氣。
8.如權利要求7所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於所述控制系統還包括第二流量控制裝置，所述第二流量控制裝置與所述控制器電性連接，且設置在所述第二輸氣管上。
9.如權利要求7所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於所述控制系統還包括流量計，所述第一輸氣管及第二輸氣管上均設置有所述流量計。
10.如權利要求I所述的顆粒物切割器的校準系統，其特徵在於所述控制系統還包括靜電調節器，所述靜電調節器設置在所述第一輸氣管上。
專利摘要本實用新型公開了一種顆粒物切割器的校準系統，其包括氣源、第一輸氣管、控制系統及實驗倉，氣源通過第一輸氣管與實驗倉連通，實驗倉包括第一吹氣裝置、依次連通的吹掃倉、第二吹氣裝置、混合倉及懸浮倉，吹掃倉和第一輸氣管連通，且內部置有已定數量的顆粒物，第一吹氣裝置設置於吹掃倉內，第一吹氣裝置將顆粒物吹散且與氣源提供的氣流混合後經過第二吹氣裝置向混合倉內進行吹氣，且將吹掃倉的輸出混合形成確切濃度的標準氣體樣品，懸浮倉對標準氣體樣品進行緩衝後供待校準切割器進行採樣，通過對比確切濃度的標準氣體樣品和待校準切割器所收集到的數據來對待校準切割器進行校準。本實用新型是一種高精度、高效能的顆粒物切割器的校準系統。
文檔編號G01N1/22GK202582953SQ20122008044
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月6日 優先權日2012年3月6日
發明者張文閣, 董寧, 劉正輝, 朱平, 李波 申請人:深圳市華測檢測技術股份有限公司