一種用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種實驗裝置及方法，具體涉及一種用于測量室內外顆粒穿透率的實 驗裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 流行病學研宄表明，死亡率與顆粒污染物有很大關系，尤其是超細顆粒。人類大部 分的時間是在室內度過，室內污染與室外環境有著很大的關聯性，在室內無明顯污染源的 情況下，室外空氣會通過建筑圍護結構的門縫、墻洞等狹縫穿透進入室內。目前國內關于室 內顆粒污染的研宄很多，但對于此類建筑圍護結構的穿透傳輸作用研宄較少。近年來研宄 室內顆粒物穿透建筑狹縫及其分布方法主要有建立顆粒穿透數學模型分析、數值模擬和實 驗研宄。實驗研宄包括真實建筑的室內外顆粒穿透研宄和搭建實驗模擬箱研宄。由于顆粒 穿透過程中影響因素較多，很多前人研宄的結果也會有一定差距。真實建筑不能定量的研 宄狹縫尺寸壓差對穿透率的影響，數值模擬方法對計算模型進行簡化處理，而目前的實驗 箱模型多對顆粒進行中和化處理，忽略了靜電效應和凝并作用的影響，不能完全反應真實 顆粒的穿透過程。
[0003] 穿透率是顆粒穿透過程的重要參數，通過研宄這個系數可以預測室內顆粒濃度。 影響顆粒穿透作用的參數主要包括狹縫的縫高、縫長、狹縫形狀和室內外壓差。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就是提供一種設計合理，用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置及 方法，從而評估室內人體污染物暴露風險，有效減少大氣顆粒物污染對人體健康的危害。具 體技術方案如下：
[0005] 一種用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置及方法，主要包括：抽氣泵、氣體流量 計、室內模擬艙、狹縫裝置、風扇、顆粒入口管道、三通閥、超細微粒粒徑譜測試儀、室外模擬 艙、過濾器、有機玻璃、有機玻璃墊片。兩實驗模擬艙中間由狹縫裝置連接，室外模擬艙連接 過濾器和顆粒入口，模擬室外環境，室內模擬艙模擬室內環境，左邊依次連接氣體流量計和 抽氣泵，通過抽氣泵使艙內氣體產生流動。室外模擬艙右邊連接顆粒入口管道和過濾器，艙 內頂部安裝風扇用以混合艙內顆粒。兩實驗艙通過三通閥連接超細微粒粒徑譜測試儀用以 交替測量兩艙內的顆粒數濃度變化。
[0006] 狹縫裝置是由兩塊光滑矩形有機玻璃兩側各夾Imm厚的有機玻璃制成的矩形管 道，連接處采用專用有機玻璃膠粘貼密封。狹縫裝置可根據實際建筑尺寸按一定比例縮小， 變換不同形狀通道進行實驗。
[0007] 本發明所述的用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置，其有益效果體現在：
[0008] 本發明的用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置設計合理、結構簡單、狹縫裝置 可拆卸下來，根據實際建筑尺寸按一定比例縮小換裝不同狹縫形狀及尺寸的狹縫裝置進行 研宄。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發明裝置的結構示意圖；
[0010] 圖2是本發明裝置中狹縫裝置的右視圖；
[0011] 圖3是在本發明裝置下實驗測得的不同狹縫長度下各粒徑顆粒的穿透率；
[0012] 圖1中1為抽氣泵、2為氣體流量計、3為室內模擬艙、4為狹縫裝置、5為風扇、6為 顆粒入口管道、7為三通閥、8為電腦、9為超細微粒粒徑譜測試儀、10為室外模擬艙、11為 HEPA過濾器。
[0013] 圖2中12為有機玻璃、13為有機玻璃墊片。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖，用實施例來進一步說明本發明。但這個實施例僅是說明性的，本發 明創造的保護范圍并不受這個實施例的限制。
[0015] 如圖1所示，結合圖2,本發明的用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置主要包括 抽氣泵1、氣體流量計2、室內模擬艙3、狹縫裝置4、風扇5、顆粒入口管道6、三通閥7、電腦 8、超細微粒粒徑譜測試儀9、室外模擬艙10、HEPA過濾器11、有機玻璃12、有機玻璃墊片 13。室內模擬艙3左邊依次連接氣體流量計2和抽氣泵1，室外模擬艙10右邊連接顆粒入 口管道和過濾器，室外模擬艙10與室內模擬艙3中間由狹縫裝置4連接，室外模擬艙10和 室外模擬艙3通過三通閥7連接超細微粒粒徑譜測試儀9,超細微粒粒徑譜測試儀9與電腦 8連接。狹縫裝置4是由兩塊光滑矩形有機玻璃12兩側各夾Imm厚的有機玻璃墊片13制 成的矩形管道，連接處采用專用有機玻璃膠密封。
[0016]下面對用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置的工作過程進行說明。
[0017] 首先，開啟抽氣泵1，采用氣體流量計2控制一定氣流量；然后將所測顆粒通過顆 粒入口管道6注入室外模擬艙10,開啟室外模擬艙10內的風扇5,用以加速艙內顆粒混合 均勻。間隔一定時間變換三通閥7交替測量兩艙內的顆粒數濃度變化，重復操作交替測量。 穿透率P由公式（1)得到：
【主權項】
1. 一種用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置及方法，主要包括：主要包括抽氣泵 (1)、氣體流量計（2)、室內模擬艙（3)、狹縫裝置（4)、風扇（5)、顆粒入口管道（6)、三通閥 ⑵、電腦（8)、超細微粒粒徑譜測試儀（9)、室外模擬艙（10)、HEPA過濾器（11)、有機玻璃 (12)、有機玻璃墊片（13)，其特征在于：室內模擬艙（3)左邊依次連接氣體流量計（2)和抽 氣泵（1)，室外模擬艙10右邊連接顆粒入口管道（6)和過濾器（11)，室內模擬艙（3)與室 外模擬艙（10)之間由狹縫裝置（4)連接，室外模擬艙（10)和室外模擬艙（3)通過三通閥 (7)連接超細微粒粒徑譜測試儀（9)，超細微粒粒徑譜測試儀（9)與電腦（8)連接，間隔一 定時間變換三通閥（7)交替測量兩艙內的顆粒數濃度變化。顆粒穿透率P由室內模擬艙3 與室外模擬艙10的顆粒濃度比值得到，采用多次測量取平均值方法獲得穿透率P。
2. 根據權利要求1所述的狹縫裝置（4)是由兩塊光滑矩形有機玻璃（12)兩側各夾1mm 厚的有機玻璃墊片（13)制成的矩形管道，連接處采用專用有機玻璃膠密封，本權利要求狹 縫裝置材料不限于有機玻璃，墊片厚度可根據實際建筑狹縫按一定比例縮小，矩形管道可 變換成L型、U型等通道，以上所述都涵蓋在本權利范圍。
【專利摘要】本發明涉及一種用于測量室內外顆粒穿透率的實驗裝置及方法，所述的裝置主要包括：抽氣泵、氣體流量計、室內模擬艙、狹縫裝置、風扇、顆粒入口管道、三通閥、超細微粒粒徑譜測試儀、室外模擬艙和HEPA過濾器，兩模擬艙中間由狹縫裝置連接，室外模擬艙連接過濾器和顆粒入口，左邊連接流量計和抽氣泵。兩實驗艙通過三通閥連接超細微粒粒徑譜測試儀，交替測量兩艙內的顆粒濃度。狹縫裝置是由兩塊光滑矩形有機玻璃兩側各夾1mm厚的有機玻璃制成的矩形管道。穿透率由室內與室外模擬艙的顆粒濃度比值得到。本發明設計合理、結構簡單、拆裝方便，能有效測量不同粒徑顆粒穿透建筑狹縫的穿透率，從而評估室內人體污染物暴露風險。
【IPC分類】G01N15-00
【公開號】CN104655531
【申請號】CN201510016455
【發明人】孫在, 陳秋方
【申請人】中國計量學院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月9日