顆粒物測量儀標定系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于粉塵檢測技術領域。一種顆粒物測量儀標定系統，包括依次連通的壓縮空氣處理裝置、粉塵發生器和均勻混合箱，所述的均勻混合箱下部連通有粉塵樣品收集器和除塵裝置，所述的均勻混合箱包括沉降混合室、混合段和采樣放空段，所述的混合段包括粉塵進料管、混合器和上過渡腔體，所述的粉塵進料管與混合器之間形成稀釋空氣倉，稀釋空氣倉對應的粉塵進料管上均布連通設置有多個壓縮空氣進氣口，在混合器的管壁上均勻開設有無定向稀釋空氣的混合通孔。本實用新型使得粉塵發生量、稀釋空氣流量、粉塵稀釋濃度、采樣流量、以及粉塵與稀釋空氣混合的均勻性都得到了有效的控制，從而能夠實現不同的粉塵質量濃度范圍內的測量儀的標定。
【專利說明】
顆粒物測量儀標定系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于粉塵檢測技術領域，具體涉及一種顆粒物測量儀標定系統。
【背景技術】
[0002]顆粒物測量儀已廣泛應用于空氣環境質量、作業場所、交通工具等場合的顆粒物濃度監測。不同廠家對其命名不盡相同，如顆粒物測量儀、可吸入顆粒物測量儀、光散射顆粒物濃度測量儀、空氣顆粒物濃度監測儀、大氣顆粒物在線分析儀、激光粒度分析儀等等。總體來說，這些儀器可統稱為顆粒物測量儀，顆粒物測量儀有β射線原理、光散射原理、微震蕩天平原理等；由于不同原理的顆粒物測量儀出廠前所用的質量控制技術、校準裝置各異，導致校準結果千差萬別，給用戶使用帶來極大地不便。因此，顆粒物測量儀必須使用統一的校準方法定期進行校準。目前，尚未查詢到相關顆粒物測量儀的校準裝置，針對以上現狀，各地質量技術監督部門非常有必要建立起顆粒物測量儀的校準裝置及標定方法規范，用以檢定不同廠家及不同用戶的顆粒物測量儀，以使顆粒物測量儀的檢定規范化。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是針對上述存在的問題和不足，提供一種顆粒物測量儀標定系統，其不僅能夠為整個標定系統提供質量濃度均勻的粉塵氣體，保證顆粒物檢測儀量值準確性，并且能夠促進各地質量技術監督部門建立顆粒物檢測儀標定系統，為環境監測提供技術服務。
[0004]為達到上述目的，所采取的技術方案是:
[0005]—種顆粒物測量儀標定系統，包括依次連通的壓縮空氣處理裝置、粉塵發生器、加熱裝置、靜電中和器、標準切割頭和均勻混合箱，所述的均勻混合箱下部連通有粉塵樣品收集器和除塵裝置;所述的均勻混合箱包括圓柱狀的沉降混合室、設置在沉降混合室上部的混合段和設置在沉降混合室下部的采樣放空段，所述的混合段包括圓柱狀的粉塵進料管、設置在粉塵進料管內呈單葉雙曲面結構的混合器、和設置在粉塵進料管與沉降混合室之間的半球狀的上過渡腔體;所述的混合器的上下端均與粉塵進料管內壁匹配密封貼合，所述的粉塵進料管與混合器之間形成稀釋空氣倉，與稀釋空氣倉對應的粉塵進料管上均布連通設置有多個壓縮空氣進氣口，在混合器的管壁上均勻開設有無定向稀釋空氣的混合通孔。
[0006]所述的粉塵樣品收集器包括呈喇叭口狀的等速采樣頭、分流腔、連通等速采樣頭和分流腔的采樣管、設置在分流腔底部的圓錐狀的導流塊、和繞導流塊均布設置在分流腔底部的三個孔徑相同的測樣收集出口，三個測樣收集出口分別連接第一濾膜、第二濾膜和被標定儀器，第一濾膜和第二濾膜同時連接有采樣裝置。
[0007]所述的粉塵樣品收集器包括繞沉降混合室的軸線呈圓周分布的三個等速采樣頭和連通設置在三個等速采樣頭下部的采樣管，三個采樣管分別連接第一濾膜、第二濾膜和被標定儀器，第一濾膜和第二濾膜同時連接有采樣裝置。
[0008]所述的采樣放空段包括呈半球狀的下過渡腔體和設置在下過渡腔體底部的廢氣排出管道，所述的除塵裝置為與廢氣排出管道連通的負壓吸塵器，所述的均勻混合箱的材質為不銹鋼，均勻混合箱的內壁面均經過刨光處理，其表面粗糙度小于0.0025mm，且均勻混合箱的各分段拼接部位平滑過渡、無死角。
[0009]所述的粉塵發生器包括殼體、圓環狀的給料鋼圈、驅動給料鋼圈轉動的動力機構、與給料鋼圈上沿對應設置的給料噴頭和文丘里管，所述文丘里管的進氣端和出氣端分別與壓縮空氣處理裝置和均勻混合箱連通，文丘里管的吸料端與給料鋼圈上沿對應。
[0010]所述的動力機構包括呈三角布置的兩個主動導輪和一個從動導輪、以及驅動兩個主動導輪轉動的驅動電機，所述的給料鋼圈上設置有與主動導輪和從動導輪對應的導槽，所述的從動導輪的轉軸底部連接有擺臂，所述的擺臂另一端與殼體之間樞接，并在樞接軸上套設有扭簧。
[0011]所述的殼體上部還扣設有恒溫罩，所述的給料鋼圈、給料噴頭和文丘里管扣設在恒溫罩內，所述給料鋼圈的中部對應的殼體上設置有靜電棒，所述的殼體下部設置有與給料噴管連通的儲料箱，所述的儲料箱的外壁上圓周布設有電阻絲加熱組件。
[0012]所述的給料鋼圈上沿呈鋸齒狀，或所述的給料鋼圈上沿中部設置有環狀的打散齒O
[0013]所述的壓縮空氣處理裝置包括空氣壓縮機、冷干機、三級過濾器和緩沖罐。
[0014]采用上述技術方案，所取得的有益效果是:
[0015]本實用新型通過對粉塵發生器的結構進行設計，通過文丘里管原理進行有效的粉塵質量濃度的稀釋和計量，由氣體流量、粉塵噴射量的控制，從而能夠進一步的增加對粉塵質量濃度的有效控制;本實用新型通過對均勻混合箱的結構進行設計，使得粉塵氣體在進入均勻混合箱后，通過單葉雙曲面結構的混合器和稀釋空氣倉中的稀釋空氣的雙重作用下，使得二者對流加劇并形成無定向的混合碰撞，從而在有限的范圍內就能夠完成充分的混合，減小均勻混合箱的尺寸，并且能夠達到充分混合的目的，從而為整個標定系統提供質量濃度均勻的粉塵，使得整個后期的采樣標定過程中，能夠實現第一濾膜、第二濾膜、被標定儀器的質量濃度均勻性和穩定性，從而最大限度的減小測量誤差，保證顆粒物檢測儀量值準確，促進各地質量技術監督部門建立顆粒物檢測儀標定系統，為環境監測提供技術服務。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型顆粒物測量儀標定系統的結構示意圖之一。
[0017]圖2為均勻混合箱的結構示意圖之一。
[0018]圖3為均勻混合箱的結構示意圖之二。
[0019]圖4為粉塵發生器的結構示意圖。
[°02°]圖5為給料鋼圈與動力機構的傳動結構示意圖。
[0021]圖6為給料鋼圈的結構示意圖之一。
[0022]圖7為給料鋼圈的結構示意圖之二。
[0023]圖中序號:I為空氣壓縮機、2為冷干機、3為三級過濾器、4為緩沖罐、5為粉塵發生器、6為均勻混合箱、7為除塵裝置、8為沉降混合室、9為粉塵進料管、10為混合器、11為上過渡腔體、12為稀釋空氣倉、13為壓縮空氣進氣口、14為混合通孔、15為等速采樣頭、16為采樣管、17為分流腔、18為導流塊、19為測樣收集出口、20為第一濾膜、21為第二濾膜、22為被標定儀器、23為采樣裝置、24為下過渡腔體、25為廢氣排出管道、26為殼體、27為給料鋼圈、28為給料噴頭、29為文丘里管、30為主動導輪、31為從動導輪、32為導槽、33為擺臂、34為加熱裝置、35為靜電中和器、36為PMlO標準切割頭、37為PM2.5標準切割頭、38為恒溫罩、39為靜電棒、40為電阻絲加熱組件、41為打散齒、42為儲料箱。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細說明。
[0025]實施例一:參見圖1、圖2，圖4一圖7，一種顆粒物測量儀標定系統，包括依次連通的壓縮空氣處理裝置、粉塵發生器5、加熱裝置34、靜電中和器35、PM10標準切割頭36、PM2.5標準切割頭37和均勻混合箱6，所述的壓縮空氣處理裝置包括空氣壓縮機1、冷干機2、三級過濾器3和緩沖罐4，所述的均勻混合箱6下部連通有粉塵樣品收集器和除塵裝置7;所述的均勻混合箱6包括圓柱狀的沉降混合室8、設置在沉降混合室8上部的混合段和設置在沉降混合室下部的采樣放空段，所述的混合段包括圓柱狀的粉塵進料管9、設置在粉塵進料管內呈單葉雙曲面結構的混合器10、和設置在粉塵進料管9與沉降混合室8之間的半球狀的上過渡腔體11;所述的混合器10的上下端均與粉塵進料管9內壁匹配密封貼合，所述的粉塵進料管9與混合器10之間形成稀釋空氣倉12，與稀釋空氣倉12對應的粉塵進料管9上均布連通設置有多個壓縮空氣進氣口 13，在混合器的管壁上均勻開設有無定向稀釋空氣的混合通孔14;所述的采樣放空段包括呈半球狀的下過渡腔體24和設置在下過渡腔體底部的廢氣排出管道25，所述的粉塵樣品收集器包括呈喇叭口狀的等速采樣頭15、分流腔17、連通等速采樣頭15和分流腔17的采樣管16、設置在分流腔底部的圓錐狀的導流塊18、和繞導流塊18均布設置在分流腔底部的三個孔徑相同的測樣收集出口 19，三個測樣收集出口 19分別連接第一濾膜20、第二濾膜21和被標定儀器22，第一濾膜20和第二濾膜21同時連接有采樣裝置23，其中第一濾膜20和第二濾膜21均為47mm的聚四氟乙烯濾膜，采樣裝置23為雙路可調氣體流量
i+o
[0026]所述的除塵裝置7為與廢氣排出管道連通的負壓吸塵器，所述的均勻混合箱的材質為不銹鋼，均勻混合箱的內壁面均經過刨光處理，其表面粗糙度小于0.0025mm，且均勻混合箱的各分段拼接部位平滑過渡、無死角，避免了均勻混合箱內壁的吸附粉塵顆粒，也使得整個均勻混合箱內的氣體流場更加明確、有規可循，方便實施對粉塵氣體的采樣。
[0027]所述的粉塵發生器包括殼體26、圓環狀的給料鋼圈27、驅動給料鋼圈轉動的動力機構、與給料鋼圈上沿對應設置的給料噴頭28和文丘里管29，所述文丘里管29的進氣端和出氣端分別與壓縮空氣處理裝置和均勻混合箱6連通，文丘里管29的吸料端與給料鋼圈27上沿對應，所述的給料鋼圈27上沿呈鋸齒狀，或所述的給料鋼圈27上沿中部設置有環狀的打散齒41;為了使得粉塵發生器給料過程中避免因為靜電導致的團聚效應，同時為粉塵發生器營造恒溫環境，進而在所述的殼體26上部還扣設有恒溫罩38，所述的給料鋼圈27、給料噴頭28和文丘里管29扣設在恒溫罩38內，所述給料鋼圈27的中部對應的殼體上設置有靜電棒39，所述的殼體下部設置有與給料噴管連通的儲料箱42，在儲料箱42內設置有能持續保證粉塵呈現流動狀態的刮板，所述的儲料箱的外壁上圓周布設有電阻絲加熱組件40。
[0028]其中，所述的動力機構包括呈三角布置的兩個主動導輪30和一個從動導輪31、以及驅動兩個主動導輪30轉動的驅動電機，所述的給料鋼圈27上設置有與主動導輪30和從動導輪31對應的導槽32，所述的從動導輪的轉軸底部連接有擺臂33，所述的擺臂33另一端與殼體26之間樞接，并在樞接軸上套設有扭簧。
[0029]實施例二:參見圖1、圖3—圖7，本實施例的結構與實施例一基本相同，相同之處不再重述，其不同之處在于:所述的粉塵樣品收集器包括繞沉降混合室8的軸線呈圓周分布的三個等速采樣頭15和連通設置在三個等速采樣頭15下部的采樣管16，三個采樣管16分別連接第一濾膜20、第二濾膜21和被標定儀器22，第一濾膜20和第二濾膜21同時連接有采樣裝置23。
[0030]利用實施例一或實施例二所述的顆粒物測量儀標定系統的標定方法是:將潔凈壓縮空氣通入粉塵發生器后，經粉塵發生器產生的粉塵樣品通過防止靜電處理后，依次進入標準切割頭和均勻混合箱，在均勻混合箱中與壓縮空氣混合均勻，由等速采樣頭采集出來的粉塵樣品分別進入第一濾膜、第二濾膜采樣器和被標定儀器;將采樣裝置的流量調至與被標定儀器的流量相同，在相同采集時間下，讀取被標定儀器的讀數；同時，利用高精度天平對兩個濾膜進行稱重;計算兩個濾膜稱重的質量與采樣體積的比值，得到兩個粉塵質量濃度，取其平均值作為標準值，通過比較測量方法，求得顆粒物測量儀濃度示值誤差。
[0031]本實用新型通過對粉塵發生器的結構進行設計，通過文丘里管原理進行有效的粉塵質量濃度的稀釋和計量，由氣體流量、粉塵噴射量的控制，從而能夠進一步的增加對粉塵質量濃度的有效控制;本實用新型通過對均勻混合箱的結構進行設計，使得粉塵氣體在進入均勻混合箱后，通過單葉雙曲面結構的混合器和稀釋空氣倉中的稀釋空氣的雙重作用下，使得二者對流加劇并形成無定向的混合碰撞，從而在有限的范圍內就能夠完成充分的混合，減小均勻混合箱的尺寸，并且能夠達到充分混合的目的，從而為整個標定系統提供質量濃度均勻的粉塵，使得整個后期的采樣標定過程中，能夠實現第一濾膜、第二濾膜、被標定儀器的質量濃度均勻性和穩定性，從而最大限度的減小測量誤差，保證顆粒物檢測儀量值準確，促進各地質量技術監督部門建立顆粒物檢測儀標定系統，為環境監測提供技術服務。
[0032]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【主權項】
1.一種顆粒物測量儀標定系統，包括依次連通的壓縮空氣處理裝置、粉塵發生器、加熱裝置、靜電中和器、標準切割頭和均勻混合箱，所述的均勻混合箱下部連通有粉塵樣品收集器和除塵裝置； 其特征在于:所述的均勻混合箱包括圓柱狀的沉降混合室、設置在沉降混合室上部的混合段和設置在沉降混合室下部的采樣放空段，所述的混合段包括圓柱狀的粉塵進料管、設置在粉塵進料管內呈單葉雙曲面結構的混合器、和設置在粉塵進料管與沉降混合室之間的半球狀的上過渡腔體； 所述的混合器的上下端均與粉塵進料管內壁匹配密封貼合，所述的粉塵進料管與混合器之間形成稀釋空氣倉，與稀釋空氣倉對應的粉塵進料管上均布連通設置有多個壓縮空氣進氣口，在混合器的管壁上均勻開設有無定向稀釋空氣的混合通孔。2.根據權利要求1所述的顆粒物測量儀標定系統，其特征在于:所述的粉塵樣品收集器包括呈喇叭口狀的等速采樣頭、分流腔、連通等速采樣頭和分流腔的采樣管、設置在分流腔底部的圓錐狀的導流塊、和繞導流塊均布設置在分流腔底部的三個孔徑相同的測樣收集出口，三個測樣收集出口分別連接第一濾膜、第二濾膜和被標定儀器，第一濾膜和第二濾膜同時連接有采樣裝置。3.根據權利要求1所述的顆粒物測量儀標定系統，其特征在于:所述的粉塵樣品收集器包括繞沉降混合室的軸線呈圓周分布的三個等速采樣頭和連通設置在三個等速采樣頭下部的采樣管，三個采樣管分別連接第一濾膜、第二濾膜和被標定儀器，第一濾膜和第二濾膜同時連接有采樣裝置。4.根據權利要求1所述的顆粒物測量儀標定系統，其特征在于:所述的采樣放空段包括呈半球狀的下過渡腔體和設置在下過渡腔體底部的廢氣排出管道，所述的除塵裝置為與廢氣排出管道連通的負壓吸塵器，所述的均勻混合箱的材質為不銹鋼，均勻混合箱的內壁面均經過刨光處理，其表面粗糙度小于0.0025mm，且均勻混合箱的各分段拼接部位平滑過渡、無死角。5.根據權利要求1所述的顆粒物測量儀標定系統，其特征在于:所述的粉塵發生器包括殼體、圓環狀的給料鋼圈、驅動給料鋼圈轉動的動力機構、與給料鋼圈上沿對應設置的給料噴頭和文丘里管，所述文丘里管的進氣端和出氣端分別與壓縮空氣處理裝置和均勻混合箱連通，文丘里管的吸料端與給料鋼圈上沿對應。6.根據權利要求5所述的顆粒物測量儀標定系統，其特征在于:所述的動力機構包括呈三角布置的兩個主動導輪和一個從動導輪、以及驅動兩個主動導輪轉動的驅動電機，所述的給料鋼圈上設置有與主動導輪和從動導輪對應的導槽，所述的從動導輪的轉軸底部連接有擺臂，所述的擺臂另一端與殼體之間樞接，并在樞接軸上套設有扭簧。7.根據權利要求5所述的顆粒物測量儀標定系統，其特征在于:所述的殼體上部還扣設有恒溫罩，所述的給料鋼圈、給料噴頭和文丘里管扣設在恒溫罩內，所述給料鋼圈的中部對應的殼體上設置有靜電棒，所述的殼體下部設置有與給料噴管連通的儲料箱，所述的儲料箱的外壁上圓周布設有電阻絲加熱組件。8.根據權利要求5所述的顆粒物測量儀標定系統，其特征在于:所述的給料鋼圈上沿呈鋸齒狀，或所述的給料鋼圈上沿中部設置有環狀的打散齒。9.根據權利要求5所述的顆粒物測量儀標定系統，其特征在于:所述的壓縮空氣處理裝 置包括空氣壓縮機、冷干機、三級過濾器和緩沖罐。
【文檔編號】G01N15/06GK205483934SQ201620098180
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月1日
【發明人】樊瑋, 崔耀華, 鄒曉華, 師恩潔, 鄒君臣, 李建鵬, 孫彥楷, 陳睿鋒, 暴冰, 周新剛, 何力人, 周文輝, 張家銘
【申請人】河南省計量科學研究院