一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，特別是涉及柴油機排氣中不同粒徑顆粒物的吸濕特性的實驗裝置。
【背景技術】
[0002]2016年I月I日起，中國將正式施行新的《中華人民共和國大氣污染防治法》，重點對顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物、氨等大氣污染物和溫室氣體實施協同控制。同時，《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第五階段)》增加了顆粒物數量(particle numbers，PN)的限值，未來柴油機顆粒物排放控制面臨“質量”與“數量”的雙重考驗。目前柴油機顆粒物排放控制主要采用顆粒捕集器(DPF)和氧化催化轉化器(DOC)的技術路線，但是，該技術方案會導致柴油機的經濟性下降。
[0003]由于顆粒物在不同大氣環境條件下具有吸濕沉降的特性，系統研究柴油機不同粒徑的顆粒物在濕度、溫度、壓力等大氣環境條件下的吸濕特性，有助于評價柴油機排放顆粒物對人體和環境的真實影響，從而提出新的柴油機顆粒物控制方法。
【實用新型內容】
[0004]針對上述研究需要，本實用新型的目的是提供一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，實現在不同溫度、不同濕度、不同壓力等環境條件下，系統研究不同粒徑顆粒物的吸濕特性。
[0005]本實用新型的技術方案是這樣的:一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，包括依次連接的柴油機、顆粒過濾器、顆粒粒徑分析儀、錐形反應器和濾紙式采樣管，所述柴油機的排氣依次經過顆粒過濾器和顆粒粒徑分析儀從所述錐形反應器的側壁進入其內部，所述顆粒過濾器過濾所述柴油機的排氣使目標顆粒物通過，所述顆粒粒徑分析儀與錐形反應器之間設流量控制閥，所述濾紙式采樣管設置在錐形反應器的錐底，濾紙式采樣管暴露于錐形反應器外部的部分設置于恒溫水浴箱內，所述濾紙式采樣管的尾端連接采樣栗。
[0006]進一步的，所述濾紙式采樣管包括管狀外殼，所述管狀外殼內設有由濾紙構建的圓柱空腔，所述圓柱空腔用于采集目標顆粒物。
[0007]進一步的，所述柴油機和顆粒過濾器之間設有稀釋裝置和干燥器，所述稀釋裝置采用質量流量混合法，可以配置10一8?10一2濃度的標準氣體，所述干燥器用于吸收柴油機排氣中的水蒸氣。
[0008]優選的，所述顆粒粒徑分析儀和流量控制閥之間設置單向閥和儲氣瓶，所述儲氣瓶用于存儲柴油機排氣。
[0009]優選的，所述顆粒過濾器包括管狀殼體，所述管狀殼體內設置至少兩層過濾片，所述過濾片包括依次疊紙的三層過濾紙，位于中間層的過濾紙孔徑小于上下兩層過濾紙孔徑。
[0010]優選的，所述的錐形反應器側壁設有濕敏傳感器、加濕器、壓力傳感器、泄壓閥、真空包和真空栗，可以對錐形反應器內的濕度、壓力等測試條件進行調整。
[0011]進一步的，所述的恒溫水浴箱內安裝溫度傳感器和電熱絲，可以實現在不同溫度條件下完成采樣過程。
[0012]本實用新型所提供的技術方案的優點在于，該裝置可以實現在不同溫度、不同濕度、不同壓力等環境條件下，系統研究不同粒徑顆粒物的吸濕特性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結構不意圖。
[0014]圖2為顆粒過濾器結構示意圖。
[0015]圖3為過濾片結構示意圖。
[0016]圖4為濾紙式采樣管的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本實用新型作進一步說明，但不作為對本實用新型的限定。
[0018]請參見圖1，本實用新型所涉及的一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，包括依次連接的柴油機1、稀釋裝置2、干燥器3、顆粒過濾器4、顆粒粒徑分析儀5、單向閥6、儲氣瓶7、流量控制閥8、錐形反應器和濾紙式采樣管15。稀釋裝置2選用中國計量技術開發總公司的MF-4C便攜式標準氣體稀釋裝置。該裝置采用質量流量混合法，可以配置10—8?10—2濃度的標準氣體，并自動修正流量體積。該裝置可以通過氣體稀釋，調節發動機排氣溫度。干燥器3內有生石灰成分，吸收柴油機排氣中的水蒸氣。結合圖2和圖3，顆粒過濾器4包括管狀殼體41，管狀殼體41內設置至少兩層過濾片42，過濾片42包括依次疊紙的三層過濾紙，位于中間層的過濾紙42a孔徑小于上下兩層過濾紙42b孔徑，通過更換不同孔徑的中間層的過濾紙42a，使待測目標顆粒物(如:PM 2.5)能夠經過顆粒過濾器4，進入后續測試流程。顆粒粒徑分析儀5選用英國馬爾公司的Mastersizer3000粒徑分析儀，測量范圍:0.01?3500μηι。在錐形反應器的側壁設有濕敏傳感器9、加濕器13、壓力傳感器10、泄壓閥12、真空包11和真空栗17，可以對錐形反應器內的濕度、壓力等測試條件進行調整。錐形反應器的底部設置濾紙式采樣管15，濾紙式采樣管15暴露于錐形反應器外部的部分設置于恒溫水浴箱16內。恒溫水浴箱16內安裝溫度傳感器19和電熱絲20，可以實現在不同溫度條件下完成采樣過程。結合圖4，濾紙式采樣管15包括管狀外殼15a，管狀外殼15a內設有由濾紙構建的圓柱空腔15b，圓柱空腔15b用于采集目標顆粒物，其頂部濾紙主要起到對比作用，側面和底部濾紙實現最大程度地采集顆粒物樣品，濾紙式采樣管15直徑小于3cm，排氣中的微粒能在濾紙式采樣管15中快速沉降。濾紙式采樣管15的尾端連接采樣栗18。
[0019]【具體實施方式】為:測試開始后，啟動柴油機I，排氣經過稀釋裝置2，并按照不同濃度進行稀釋，稀釋后的氣體經過干燥器3，去除排氣中的水蒸氣，然后進入顆粒過濾器4跟換不同孔徑的濾紙，在進入顆粒粒徑分析儀5進行檢驗，使得待測的目標顆粒物(如:PM2.5、PMlO等)通過單向閥6進入儲氣瓶7。打開流量控制閥8，使得待測氣體進入錐形反應器，通過加濕器13、恒溫水浴箱16等控制反應器內的溫度、濕度等環境條件，打開濾紙式采樣管15試管蓋，啟動采樣栗18，使待測氣體進入濾紙式采樣管15，待濕度、溫度、壓力等環境參數穩定后，關閉電控閥門，采樣栗，蓋上試管蓋。靜置一定時間后，打開濾紙式采樣管15試管蓋，取得濾紙式采樣試管15內濾紙上的目標顆粒物。同時，打開真空栗17，將廢氣從錐形反應裝置中排出，完成一次測量過程。
【主權項】
1.一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:包括依次連接的柴油機(I)、顆粒過濾器(4)、顆粒粒徑分析儀(5)、錐形反應器和濾紙式采樣管(15)，所述柴油機(I)的排氣依次經過顆粒過濾器(4)和顆粒粒徑分析儀(5)從所述錐形反應器的側壁進入其內部，所述顆粒過濾器(4)過濾所述柴油機(I)的排氣使目標顆粒物通過，所述顆粒粒徑分析儀(5)與錐形反應器之間設流量控制閥(8)，所述濾紙式采樣管(15)設置在錐形反應器的錐底，濾紙式采樣管(15)暴露于錐形反應器外部的部分設置于恒溫水浴箱(16)內，所述濾紙式采樣管(15)的尾端連接采樣栗(18)。2.根據權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述濾紙式采樣管(15)包括管狀外殼(15a)，所述管狀外殼(16a)內設有由濾紙構建的圓柱空腔(15b)，所述圓柱空腔(15b)用于采集目標顆粒物。3.根據權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述柴油機(I)和顆粒過濾器(4)之間設有稀釋裝置(2)和干燥器(3)。4.根據權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述顆粒粒徑分析儀(5)和流量控制閥(8)之間設置單向閥(6)和儲氣瓶(7)，所述儲氣瓶(7)用于存儲柴油機⑴排氣。5.根據權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述顆粒過濾器(4)包括管狀殼體(41)，所述管狀殼體(41)內設置至少兩層過濾片(42)，所述過濾片(42)包括依次疊紙的三層過濾紙，位于中間層的過濾紙(42a)孔徑小于上下兩層過濾紙(42b)孔徑。6.根據權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述的錐形反應器側壁設有濕敏傳感器(9)、加濕器(13)、壓力傳感器(10)、泄壓閥(12)、真空包(11)和真空栗(17)。7.根據權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述的恒溫水浴箱(16)內安裝溫度傳感器(19)和電熱絲(20)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，包括依次連接的柴油機、顆粒過濾器、顆粒粒徑分析儀、錐形反應器和濾紙式采樣管，所述柴油機的排氣依次經過顆粒過濾器和顆粒粒徑分析儀從所述錐形反應器的側壁進入其內部，所述顆粒過濾器過濾所述柴油機的排氣使目標顆粒物通過，所述顆粒粒徑分析儀與錐形反應器之間設流量控制閥，所述濾紙式采樣管設置在錐形反應器的錐底，濾紙式采樣管暴露于錐形反應器外部的部分設置于恒溫水浴箱內，所述濾紙式采樣管的尾端連接采樣泵。該裝置可以實現在不同溫度、不同濕度、不同壓力等環境條件下，系統研究不同粒徑顆粒物的吸濕特性。
【IPC分類】G01N15/00
【公開號】CN205352898
【申請號】CN201521031046
【發明人】許廣舉, 王潤, 呂品潔, 劉有華
【申請人】常熟理工學院
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月14日