一种颗粒物标定系统的制作方法

本发明涉及环保领域，特别涉及一种颗粒物标定系统，其用于对粉尘、颗粒物或者气溶胶类测量仪器进行校准，或者作为稳定的发生源，进行粉尘等颗粒测量仪器之间的比对。

背景技术：

随着人们对环境保护意识的提高，为了有效减少以及遏制工业生产所排放的粉尘颗粒物等对人们生活所造成的影响，需要对各种环境下气溶胶中颗粒物浓度进行监测，避免高浓度颗粒物对人造成不良影响，因此对气溶胶中颗粒物浓度进行测定和定量限制具有重大的现实意义。

现有的颗粒物标定的装置大部分聚焦在粉尘(颗粒)发生装置，涉及的是如何把颗粒物发生出来，为了解决颗粒物浓度检测仪器的校准问题，必须要有稳定特定浓度的气溶胶颗粒物分散环境，方便颗粒物浓度检测仪器在特定浓度范围内进行测试，得到可靠的检测结果。然而，现有颗粒物标定系统多数稳定性较差，且浓度波动大，超出测试要求，而且操作不便，耗时费力。

因此，需要能形成一定检测浓度要求的均匀稳定的颗粒物分散场，以实现对不同浓度范围的颗粒物监测仪器进行检验校准。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种颗粒物浓度标定系统；其一方面具有均匀稳定的混匀装置，能够根据发生气溶胶的量形成稳定浓度值的颗粒物场，在均匀稳定的颗粒物场中，可以进行颗粒物测量仪的校准和测试以及诸如粉尘仪等之间的比对；另一方面有效适用于标定的介质，由于浓度较高的均匀颗粒物环境很难模拟，因此通过选取合适的发生器将气溶胶均匀分布其中制作标准浓度环境来模拟粉尘待测区域。本发明考虑介质自身特性、以及样本制作的可操作性等多方面因素选取合适的介质，本发明可采用多种介质以生成粉尘颗粒，进一步的优选采用iso12103-1的a1或者a2等进行标定研究。

本发明提供了一种颗粒物标定系统，其包括：所述雾化气溶胶发生器，其产生具有预定浓度的雾化气溶胶；粉尘发生器，其产生预定尺寸的粉尘颗粒；切割器，从所述粉尘发生器发出的粉尘颗粒经过切割器；静电中和器，所述静电中和器能够消除从切割器通过的粉尘颗粒在管路中可能产生的静电；气溶胶传输管，所述雾化气溶胶和粉尘颗粒进入到所述气溶胶传输管中；所述气溶胶传输管连接到所述气溶胶混匀舱，所述气溶胶以及粉尘颗粒进入到所述气溶胶混匀舱中，通过调节雾化气溶胶发生器和粉尘发生器可以选择雾化气溶胶与粉尘颗粒之间的比例关系，从而获得不同的颗粒物浓度范围。

其中，所述气溶胶混匀舱具有顶部接口，所述气溶胶传输管与所述顶部接口连接。

其中，所述气溶胶混匀舱设置有底部接口。

其中，所述底部接口安装到高效过滤器，通过变频器控制风机转速，实现管道内流量的调节。

其中，所述气溶胶混匀舱采用透明防静电材质形成。

本发明的系统能够提供一个稳定均匀的颗粒物场，测试舱形成一个稳定、均匀的持续的颗粒源，以供颗粒物测量仪器进行校准和测量操作。本系统可以快速达到测试所需颗粒物浓度，测试时间短，操作简单。

可以实现的浓度范围如下：

①20μg/m³～75μg/m³

②75μg/m³～250μg/m³

③250μg/m³～600μg/m³

④600μg/m³～2500μg/m³，

⑤2500μg/m³～6000μg/m³，

⑥6500μg/m³～10000μg/m³。

本发明的系统可以通过控制发生器实现在上述六个浓度范围内达到稳定的气溶胶状态，保证测试的稳定性和均匀性。

附图说明

图1为本发明的颗粒物标定系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为了便于理解本发明，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，本领域技术人员应当理解，下述的说明只是为了便于对发明进行解释，而不作为对其范围的具体限定。

图1所示为本发明的颗粒物标定系统的结构示意图。如图1所示，所述标定系统包括以下部件，但是不局限于下列的部件，可以根据需要适当增加或减少相应的部件：

气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核(见大气凝结核、大气冰核)、太阳辐射的吸收体和散射体，并参与各种化学循环，是大气的重要组成部分。雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等，都是天然的或人为的原因造成的大气气溶胶，本发明优选可采用雾化气溶胶发生器1进行模拟，所述雾化气溶胶发生器1产生具有预定浓度的气溶胶，所述雾化气溶胶发生器1的输出端通过管路连接到气溶胶传输管5，所述雾化气溶胶发生器1的输入端与第一控制电磁阀连接。

粉尘发生器2，所述粉尘优选为a1灰，具体成分比列参考iso12103标准，所述粉尘发生器2产生预定尺寸的粉尘颗粒，所述粉尘发生器2的输入端与第二控制电磁阀连接，所述第一控制电磁阀和第二控制电磁阀连接到控制电路，所述第一控制电磁阀和第二控制电磁阀控制压缩空气的通断，压缩空气通过第一控制电磁阀进入到所述雾化气溶胶发生器1的输入端，所述压缩空气通过第二控制电磁阀进入到所述粉尘发生器2的输入端。

切割器3，从所述粉尘发生器2的输出端发出的粉尘颗粒经过切割器3，所述切割器3具有筛除作用，其能够筛除气体中的大颗粒粉尘，使得较小的粉尘颗粒从切割器3通过。

静电中和器4，所述静电中和器4能够消除从切割器3通过的粉尘颗粒在管路中可能产生的静电。

气溶胶传输管5，所述气溶胶传输管5包括多个主管段，优选包括下部主管段、中部主管段、上部主管段以及顶部主管段。其中，优选下部主管段、中部主管段和上部主管段在竖直方向设置，所述顶部主管段在水平方向设置；所述气溶胶传输管5优选在顶部主管段具有第一弯折部、延伸部和第二弯折部，所述第二弯折部与气溶胶混匀舱9的顶部接口连接。在所述气溶胶传输管5的下部主管段的下方设置有集尘罐，所述集尘罐收集气溶胶传输管5中沉降下来的固体颗粒，所述气溶胶传输管5的下部主管段的靠近所述集尘罐的管壁上设置有开孔，所述开孔优选为空气入口所述开孔进一步设置有过滤器，保证管路空气是洁净的。

雾化气溶胶和粉尘颗粒进入到所述气溶胶传输管5中，具体而言，在所述气溶胶传输管5的竖直设置的中部主管段具有第一接口和第二接口，所述第一接口与所述静电中和器4连接，所述第二接口与所述雾化气溶胶发生器1的输出端连接，所述雾化气溶胶发生器1将生成的雾化气溶胶通过第二接口进入到气溶胶传输管5中。从第一接口通过的去静电的包含粉尘颗粒的气体进入到气溶胶传输管5中，较大颗粒的粉尘可在气溶胶传输管5中沉积下来，落入底部的集尘罐中，气溶胶传输管5中的气溶胶和粉尘颗粒，沿气溶胶传输管5的竖直方向的主管段上升，通过一段水平的顶部主管段后，从气溶胶混匀舱9的顶部接口进入舱中，在舱内混合均匀，达到一种稳定平衡状态。

气溶胶混匀舱9，其包括上部舱体、中部舱体和下部舱体，其中，所述上部舱体、中部舱体和下部舱体之间可分体式，通过组装连接，或者采用一体式形成；所述上部舱体为锥形，所述上部舱体具有顶部接口，所述上部舱体的顶部接口与所述气溶胶传输管5的第二弯折部连接；所述下部舱体为倒锥形，所述下部舱体具有底部接口，所述气溶胶传输管5连接到所述气溶胶混匀舱9，雾化气溶胶以及粉尘颗粒进入到所述气溶胶混匀舱9中，通过调节雾化气溶胶发生器1和粉尘发生器2可以选择雾化气溶胶与粉尘颗粒之间的比例关系，从而获得不同的颗粒物浓度范围如下：

①20μg/m³～75μg/m³

②75μg/m³～250μg/m³

③250μg/m³～600μg/m³

④600μg/m³～2500μg/m³，

⑤2500μg/m³～6000μg/m³，

⑥6500μg/m³～10000μg/m³。

所述气溶胶混匀舱9优选采用透明防静电材质形成，进一步，气溶胶混匀舱9优选采用有机玻璃形成，采用有机玻璃的中部舱体上开有舱口，所述舱口为一个或两个或两个以上，所述舱口可密封，在所述气溶胶混匀舱9的舱体上的舱口优选为透明窗口，通过所述透明窗口可从外部观察所述气溶胶混匀舱9的内部情况，在所述舱口优选采用透明度更高的玻璃。在所述气溶胶混匀舱9的舱体上设置有多个连接端口，通过所述连接端口可以与多路通道连接，优选在所述多路通道中，可通过变径接头同时接入多种气溶胶检测设备。进一步，优选所述舱口的四周布有多个采样口，例如可为2个或4个或6个采样口，在所述采用口内可设置有接头，采样管通过采样口的接头进入舱内进行气溶胶收集采样，优选采用10mm不锈钢管作为采样管，所述采样管可在接头内根据需要调整位置。

所述气溶胶混匀舱9的管路后端为流量监测管路，包括有风机6，流量计7和高效过滤器8，其中，所述风机6提供动力，流量计7监测流量大小及稳定状况，所述风机6通过变频器控制，调节频率控制风机6转速，以实现不同大小流量的调节。具体而言，所述气溶胶混匀舱9的底部接口安装到高效过滤器8，通过变频器控制风机6转速，实现管道内流量的调节。所述气溶胶混匀舱9底部管路安装的高效过滤器8，可使得测试过程中的气溶胶经过此过滤器吸收，避免进入后面管路，污染流量计或排入室内空气中。

本发明采用铝型材对气溶胶混匀舱的舱体进行支撑、对气溶胶传输管和管路进行固定和安装，部分管路结构和连接部件也可以采用铝型材，本发明的系统外观美观、重量较轻、安装方便，可根据需要调整部件位置。

本发明通过气溶胶发生器在气溶胶混匀舱中发生指定浓度的稳定的气溶胶环境，通过切割器筛除大颗粒粉尘，通过静电中和器消除粉尘在管路中可能产生的静电，通过集尘罐收集气溶胶混匀舱中沉降下来的固体颗粒。

本发明的管路优选采用卫生级不锈钢管管路，所述管路可为多种形式，在管路中的接口处可直接连接或通过三通管进行连接。

本发明的颗粒物标定系统在工作时，由雾化气溶胶发生器1发出的气溶胶进入所述气溶胶传输管5的竖直设置的中部主管段中，所述粉尘发生器2发出的气溶胶经过切割器3、静电中和器4后进入所述中部主管段中，大颗粒气溶胶会落至气溶胶传输管5的集尘罐中，小颗粒气溶胶随管路气流进入混匀舱9，气溶胶在混匀舱内达到一定浓度范围内稳定的状态，在混匀舱壁留有采样孔10，采样孔安装有接头，不锈钢采样管通过格兰头进入舱中，浓度仪通过不锈钢管抽样，不同的浓度仪通过采样对比，检测出浓度值，比较标准浓度仪和待测浓度仪的差值。

管道整体是负压状态，由风机6提供一定流量的抽气风量，流量计7实时监测反馈并与pc反馈调节实现测试风量，在流量计前方配有高效过滤器8，防止气溶胶污染流量计，影响流量计的精度。

本发明根据需求设定发生器相关参数或者合适的溶液浓度，通过雾化气溶胶发生器和粉尘发生器的控制及系统流量的稳定，即可得到试验所需环境浓度。本发明提供了一种快速实现所需测试气溶胶浓度环境的方法，可以实现稳定的不同浓度范围的气溶胶的测试需求，其中，系统混匀仓中的颗粒物浓度均匀稳定；颗粒物发生浓度可调；可以根据需要实时调节、补充稳定均匀的颗粒物源，满足颗粒物测量仪收集流量的要求。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。