一種污染源細顆粒物稀釋采樣方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種污染源細顆粒物稀釋采樣方法及裝置，屬于環保監測儀器領域。
【背景技術】
[0002]從污染源排放管道(以下簡稱管道)中排放出的廢氣及細顆粒物，由于管道內氣體的濕度、溫度比環境濕度、溫度高，排放到環境大氣后會發生許多動力學物理化學動態過程(成核作用、凝結作用、壓縮作用等)和化學過程，對環境空氣造成污染。為了監測管道細顆粒物排放情況及大氣污染來源，需用污染源細顆粒物采樣器采集樣品。
[0003]已有的技術是:
采用射流技術將樣氣從管道內取出后稀釋，使樣氣濕度、溫度、濃度降低后采集樣品。缺點是采用射流技術時，采樣流速不能等速跟蹤管道內氣體流速變化，因此無法實現等速米樣。
[0004]采用物料平衡法設計的等速采樣器，等比例的用空氣在稀釋箱內稀釋樣氣后，用PM2.5切割器采集混合氣中的PM2.5樣品，多于顆粒物切割器工作點流量以外的樣氣混合氣全部被排出稀釋箱，因此需要增加排出氣體的流量測量及控制單元和更大流量的抽氣泵。除導致采樣器體積、重量、成本、能耗增加外，還不能計算PM2.5顆粒物的濃度及排放量。
[0005]現有的采樣器在采樣過程中，均沒有濕度實時監測功能，也不能用于同時采集PMltl、PM2.5樣品，并且需要人工更換濾膜，費工費力。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的問題在于針對現有技術所存在的不足，提供一種污染源細顆粒物稀釋采樣方法及裝置，利用顆粒物切割器(以下簡稱切割器)除去大的氣溶膠顆粒物，將目標顆粒物采集到濾膜上或容器中或氣路中(用自動分析儀器時)。其技術條件為根據切割器的工作點流量實施恒流量采樣，維持通過切割器的氣體流量不變。其技術路線是在切割器之前，設置二個氣路及一個稀釋器，其中一個氣路用于從管道內等速抽取樣氣至稀釋器內，其流量值為q/，q；時刻根據管道內流速變化而變化；另一個氣路是稀釋通道，將干凈的空氣通過稀釋通道中的空壓機(或流量調節閥)將空氣注入稀釋器內，其流量值為qx，^值等于切割器工作點流量值q。與q/值之差，時刻根據q/值變化而變化，即:q。= q/+qx。采樣器工作時，利用傳感器和單片機測控技術，根據管道內的流速及變化，控制采樣泵的轉速，實施等速采樣，將樣氣抽送到稀釋器內，并根據切割器工作點流量q。與等速采樣流量q/之差^控制空壓機的轉速或流量調節閥的開度大小將干凈空氣送入稀釋器內將樣氣稀釋，使樣氣的溫度、濕度降低；利用空氣動力學原理，經過稀釋器稀釋混合后的樣氣在經過切割器時，大的顆粒物被除去，剩余的氣溶膠樣品進入下段氣路中被采集，實現管道內樣氣等速采樣和PM1(1、PM2.5同時恒流分級采集；用單片機、位置傳感器控制電機帶動樣品架實現自動更換濾膜；利用濕度傳感器可實時測量樣氣濕度；根據管道內樣氣流速、管道直徑、采樣體積和采樣所得PM1(1、PM2.5的量計算出PM 1(|、PM2.5的排放濃度及排放量。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種污染源細顆粒物稀釋采樣方法及裝置，包括多功能采樣管、停留室、PMltl顆粒物切割器、分流器、自動換膜裝置、PM2.5顆粒物切割器、PMltl采樣濾膜、PM 2.5采樣濾膜、流量傳感器q、三通管、電磁閥、PM 1(|采樣泵、PM 2.5采樣泵、稀釋氣通道系統及管路、單片機、皮托管差壓傳感器Λ P1、溫度傳感器Τ。、壓力傳感器P。、壓力傳感器Pd、顯示器、鍵盤、通訊接口 ；所述多功能采樣管、停留室、PMltl顆粒物切割器、分流器依次串聯。
[0008]進一步的，所述的多功能采樣管，由采樣嘴、采樣管、加熱裝置、稀釋器、管道溫度傳感器Ts、管道壓力傳感器Ps、濕度傳感器、溫度傳感器Tg、皮托管組成；采樣嘴、采樣管、稀釋器依次串聯；皮托管與管道壓力傳感器Ps、皮托管差壓傳感器Λ P1聯接。
[0009]進一步所述管道溫度傳感器Ts、壓力傳感器Ps、濕度傳感器、溫度傳感器Tg、皮托管差壓傳感器Λ P1、加熱裝置均與單片機電聯接。
[0010]進一步的，所述稀釋氣通道系統及管路，由過濾器、干燥器、稀釋氣流量傳感器、流量調節閥、空壓機(當采樣泵工作時，通過控制流量調節閥開度大小即可向稀釋器內注入流量為qx值的干凈空氣時，空壓機可省去)、管路組成，并依次串聯，通過管路將空壓機出氣口與稀釋氣進氣口聯接。
[0011]進一步所述稀釋氣流量傳感器、流量調節閥、空壓機均與單片機電聯接。
[0012]進一步的，所述采樣管可由內拋光不銹鋼管或玻璃制成。采樣管一端接采樣嘴，另一端接稀釋器；采樣管外壁上安裝加熱裝置和溫度傳感器Tg;所述加熱裝置對采樣管內樣氣進行加熱保溫，防止管道內高溫、高濕的樣氣在采樣管內壁上降溫冷凝，使樣氣的形態和成分發生變化。
[0013]進一步的，所述稀釋器由樣氣進氣口、稀釋氣進氣口、出氣口及外殼組成；樣氣進氣口一端與采樣管接成一體，另一端伸入稀釋器內部；稀釋氣進氣口安裝在外殼上，與稀釋器內部相通；出氣口安裝在端蓋上，一端與稀釋器內部相通，另一端接停留室。
[0014]進一步的，所述停留室由樣氣混合氣進氣口、樣氣混合氣出氣口及外殼組成；混合氣進氣口與稀釋器出氣口相接，混合氣出氣口接顆粒物切割器。
[0015]進一步的，所述PMltl顆粒物切割器入口處安裝有溫度傳感器Tc、壓力傳感器P c，所述PM2.5顆粒物切割器入口處安裝有壓力傳感器P d;所述溫度傳感器T。、壓力傳感器P。、壓力傳感器Pd均與單片機電聯接。
[0016]進一步的，所述分流器是一個封閉的圓柱形腔體，一根分流器進氣管從分流器上端面中心位置伸入分流器內部，分流器出氣管從分流器的下端面伸入分流器內部，且沿中心在同一圓周上均勻分布，所述分流器出氣管數目一般為2-100根；分流器進氣管與顆粒物切割器的出口相接，分流器出氣管串接PMltl采樣濾膜，也可以接PM2.5顆粒物切割器的進氣管。
[0017]進一步的，所述PM2.5顆粒物切割器的進氣管也可以從側面伸入分流器內部，PM2.5顆粒物切割器后串接PM2.5采樣濾膜。
[0018]進一步的，PMltl采樣濾膜、PM 2.5采樣濾膜出口分別依次串接流量傳感器q、電磁閥和米樣栗。
[0019]進一步的，所述顯示器、鍵盤、通訊接口均與單片機電聯接。
[0020]進一步的，所述流量傳感器q、電磁閥、抽氣泵均與單片機電聯接。
[0021]進一步的，所述自動換膜裝置，包括進氣口、上密封盤、濾膜、濾膜夾、平臺、密封圈、樣品架、下密封盤、出氣口、電機53、導向桿、固定板54、螺母51、位置傳感器57、位置傳感器58、電機60、固定板61、螺母44、導軌支承架、位置傳感器50、位置傳感器59等部分組成；所述電機53、電機60、位置傳感器57、位置傳感器58、位置傳感器50、位置傳感器59均與單片機電聯接。
[0022]進一步的，所述自動換膜裝置，進氣口安裝在上密封盤上，濾膜安裝在濾膜夾中，濾膜夾放置在平臺上端的凹槽內，通過平臺上密封圈與平臺密封，平臺放置在樣品架上的孔內，電機53和導向桿安裝在固定板54上，螺母51安裝在樣品架上。電機53軸上帶有螺桿，與螺母51配合傳動；電機60和導軌安裝在固定板61上，螺母44安裝在導軌支承架上，電機60軸上帶有螺桿，與螺母44配合傳動。出氣口安裝在下密封盤上。
[0023]進一步的，所述自動換膜裝置，從裝置內取出濾膜時，在單片機的控制下，電機53帶動下密封盤向下移動至位置傳感器57時，電機53停止工作，使下密封盤與平臺脫離密封狀態，濾膜夾與上密封盤脫離密封狀態；然后，單片機自動控制電機60工作，帶動樣品架向裝置外移動至位置傳感器50時，電機60停止工作，濾膜被送出裝置外。向裝置內送入濾膜時，單片機控制電機工作，帶動樣品架向裝置內移動，至位置傳感器59時