專利名稱：顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顆粒物切割器領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度、高效能的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，人類生存環(huán)境遭到破壞，其中空氣污染形勢(shì)嚴(yán)峻，空氣中的懸浮顆粒物能夠造成灰霾天氣。氣象專家和醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，由細(xì)顆粒物造成的灰霾天氣對(duì)人體健康的危害甚至要比沙塵暴更大。粒徑10微米以上的顆粒物，會(huì)被擋在人的鼻子外面；粒徑在2. 5微米至10 微米之間的顆粒物，能夠進(jìn)入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，另外也會(huì)被鼻腔內(nèi)部的絨毛阻擋，對(duì)人體健康危害相對(duì)較??；而粒徑在2. 5微米以下的細(xì)顆粒物，直徑相當(dāng)于人類頭發(fā)的1/10大小，不易被阻擋。被吸入人體后會(huì)直接進(jìn)入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。大氣氣溶膠是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對(duì)空氣質(zhì)量、能見度、酸沉降、云和降水、大氣的輻射平衡(進(jìn)而對(duì)全球氣候變化)、平流層和對(duì)流層的化學(xué)反應(yīng)等均有重要影響。最近10多年來大量的流行病學(xué)研究觀察到人體健康損害與暴露于其中的細(xì)顆粒物PM2. 5 (particulate matter, PM)之間的相關(guān)程度顯著高于粗顆粒物。PM2. 5,也稱為可入肺顆粒物，是指大氣中空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于2. 5微米的細(xì)顆粒物。PM2. 5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，不僅對(duì)空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響，而且嚴(yán)重威脅到人類的健康。PM2. 5可以直接進(jìn)入人類支氣管甚至達(dá)到肺泡，長(zhǎng)期附著在支氣管和肺部，人體自身的新陳代謝無法將其排除到體外。主要是對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困難、降低肺功能、加重哮喘、導(dǎo)致慢性支氣管炎、心律失常、非致命性的心臟病、心肺病患者過早死亡。大氣中PM2. 5 的濃度長(zhǎng)期高于10 μ g/m3，死亡風(fēng)險(xiǎn)就開始上升。濃度每增加10μ g/m3，總的死亡風(fēng)險(xiǎn)、得心肺疾病的死亡風(fēng)險(xiǎn)和得肺癌的死亡風(fēng)險(xiǎn)分別上升大氣中PM2. 5的來源有3種(1)自然來源顆粒物，包括火山灰、塵灰、森林火災(zāi)、 裸露地表、沙塵暴、風(fēng)揚(yáng)塵土、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細(xì)菌等等。(2)原生性懸浮顆粒物，包手火力發(fā)電廠、石化工廠和一般工廠燃燒不完全所產(chǎn)生的懸浮顆粒物。(3)衍生性顆粒懸浮物，包括工廠、機(jī)動(dòng)車、石化行業(yè)排放的硫氧化物或氮氧化物、有機(jī)化合物受到日光照射后所產(chǎn)生的硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)化合物及其它化合物互相作用形成的細(xì)顆粒物。其中機(jī)動(dòng)車是PM2. 5的主要來源。目前，國(guó)際上廣泛用于測(cè)定PM2. 5的方法有三種重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。這些方法的操作步驟主要分為兩步，先把ΡΜ2. 5與較大的顆粒物分離，然后測(cè)定分離出來的ΡΜ2. 5的重量。在ΡΜ2. 5分離和捕集方面，研發(fā)了 ΡΜ2. 5切割器，其原理是在抽氣泵的作用下，空氣以一定的流速流過切割器時(shí)，那些較大的顆粒因?yàn)閼T性大，撞在涂了油的部件上而被截留，慣性較小的ΡΜ2. 5則能絕大部分隨著空氣順利通過。不過，就ΡΜ2. 5的切割器的捕集能力及效果來說，直徑小于2. 5微米的顆粒也不是全都能通過，恰好為2. 5微米的顆粒也有50%的概率能通過切割器；直徑大于2. 5微米的顆粒并非全被截留，因此利用PM2. 5切割器分離捕集細(xì)顆粒物，不同現(xiàn)場(chǎng)的采集統(tǒng)計(jì)結(jié)果與真實(shí)值之間可能會(huì)存在偏差，造成高估或低估。按照《環(huán)境空氣PMlO和PM2. 5的測(cè)定重量法》的標(biāo)準(zhǔn)要求，動(dòng)力學(xué)直徑3. O微米以上顆粒的通過率需小于16%，而2. I微米以下顆粒的通過率要大于84%，進(jìn)而確定結(jié)果落在一個(gè)可信的區(qū)間。顆粒物切割器是用于對(duì)直徑為一個(gè)特定數(shù)值范圍內(nèi)的塵埃顆粒進(jìn)行分離，例如 PM2. 5切割器是對(duì)直徑小于等于2. 5微米的顆粒進(jìn)行分離，切割器在使用之前須經(jīng)過校準(zhǔn)， 當(dāng)前PM2. 5的測(cè)試方法為通過測(cè)量流量、切割器的尺寸，通過采用數(shù)學(xué)公式換算來計(jì)算其結(jié)果，因此其測(cè)量結(jié)果會(huì)存在較大的誤差。因此，亟需一種高精度、高效能的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度、高效能的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是提供一種顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，用于校準(zhǔn)顆粒物切割器，所述切割器用于分離空氣中的顆粒物，其包括氣源、第一輸氣管、控制系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)倉(cāng)，所述氣源通過所述第一輸氣管與所述實(shí)驗(yàn)倉(cāng)連通，所述控制系統(tǒng)包括控制器、第一流量控制器、溫度控制器及濕度控制器，所述第一流量控制器、溫度控制器及濕度控制器均與所述控制器電性連接，所述實(shí)驗(yàn)倉(cāng)包括第一吹氣裝置、依次連通的吹掃倉(cāng)、第二吹氣裝置、混合倉(cāng)及懸浮倉(cāng)，所述吹掃倉(cāng)和第一輸氣管連通，且內(nèi)部置有已定數(shù)量的顆粒物，所述第一吹氣裝置設(shè)置于所述吹掃倉(cāng)內(nèi)，所述第一吹氣裝置將顆粒物吹散且與所述氣源提供的氣流混合，所述混合倉(cāng)的外壁均勻的開設(shè)有進(jìn)氣嘴，所述進(jìn)氣嘴均與所述第二吹氣裝置連通，所述第二吹氣裝置向所述混合倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行吹氣，且將所述吹掃倉(cāng)的輸出混合形成確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)入所述懸浮倉(cāng)，且所述懸浮倉(cāng)對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)行緩沖后供待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行采樣，通過對(duì)比確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和待校準(zhǔn)切割器所收集到的數(shù)據(jù)來對(duì)待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行校準(zhǔn)。所述混合倉(cāng)呈圓筒狀。所述第一吹氣裝置產(chǎn)生的氣流的速度為10 14米/秒，所述第二吹氣裝置產(chǎn)生氣流的速度為32 38米/秒。所述第一流量控制器、溫度控制器及濕度控制器均裝設(shè)在所述第一輸氣管上。所述懸浮倉(cāng)設(shè)置有出氣口，，所述出氣口上連接有用于和切割器連接的接頭。所述氣源提供潔凈氣體。所述顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括第二輸氣管，所述氣源還通過所述第二輸氣管和所述混合倉(cāng)連通，并給所述混合倉(cāng)供氣。所述控制系統(tǒng)還包括第二流量控制裝置，所述第二流量控制裝置與所述控制器電性連接，且設(shè)置在所述第二輸氣管上。所述控制系統(tǒng)還包括流量計(jì)，所述第一輸氣管及第二輸氣管上均設(shè)置有所述流量計(jì)。所述控制系統(tǒng)還包括靜電調(diào)節(jié)器，所述靜電調(diào)節(jié)器設(shè)置在所述第一輸氣管上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述混合倉(cāng)用于將所述氣源輸出的氣體與所述顆粒物混合形成確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)入所述懸浮倉(cāng)，且所述懸浮倉(cāng)用于對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)行緩沖后供所述切割器進(jìn)行采樣。 本發(fā)明顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)的重點(diǎn)在于將顆粒物混合成標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，然后將所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)入待校準(zhǔn)切割器，通過對(duì)比已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和待校準(zhǔn)切割器所收集到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行校準(zhǔn)。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。


圖I為本發(fā)明顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框架圖。圖2為如圖I所示的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)倉(cāng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖示說明顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)100，氣源10，第一輸氣管20a，第二輸氣管 20b，控制系統(tǒng)30，控制器31，第一流量控制器32，溫度控制器33，濕度控制器34，流量計(jì) 35，靜電調(diào)節(jié)器36，第二流量控制器37，實(shí)驗(yàn)倉(cāng)40，第一吹氣裝置41，吹掃倉(cāng)42，第二吹氣裝置43，混合倉(cāng)44，懸浮倉(cāng)45，進(jìn)氣嘴46，出氣口 47，接頭48。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如上所述，如圖1-2所示，本發(fā)明提供的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)100，用于校準(zhǔn)顆粒物切割器，所述切割器用于分離空氣中的顆粒物，其包括氣源10、第一輸氣管20a、控制系統(tǒng)30及實(shí)驗(yàn)倉(cāng)40，所述氣源10通過所述第一輸氣管20a與所述實(shí)驗(yàn)倉(cāng)40連通，所述控制系統(tǒng)30 包括控制器31、第一流量控制器32、溫度控制器33及濕度控制器34，所述第一流量控制器 32、溫度控制器33及濕度控制器34均與所述控制器31電性連接，所述實(shí)驗(yàn)倉(cāng)40包括第一吹氣裝置41、依次連通的吹掃倉(cāng)42、第二吹氣裝置43、混合倉(cāng)44及懸浮倉(cāng)45，所述吹掃倉(cāng) 42和第一輸氣管20a連通，且內(nèi)部置有已定數(shù)量的顆粒物(圖上未視)，所述第一吹氣裝置 41設(shè)置于所述吹掃倉(cāng)42內(nèi)，所述第一吹氣裝置41將顆粒物吹散且與所述氣源10提供的氣流混合，所述混合倉(cāng)44的外壁均勻的開設(shè)有進(jìn)氣嘴46，所述進(jìn)氣嘴46均與所述第二吹氣裝置43連通，所述第二吹氣裝置43向所述混合倉(cāng)44內(nèi)進(jìn)行吹氣，且將所述吹掃倉(cāng)42的輸出混合形成確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)入所述懸浮倉(cāng)45，且所述懸浮倉(cāng) 45對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)行緩沖后供待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行采樣，通過對(duì)比確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和待校準(zhǔn)切割器所收集到的數(shù)據(jù)來對(duì)待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行校準(zhǔn)。如圖2所示，所述混合倉(cāng)44呈圓筒狀。所述第一吹氣裝置41產(chǎn)生的氣流的速度為10 14米/秒，所述第二吹氣裝置43 產(chǎn)生氣流的速度為32 38米/秒。如圖I所示，所述第一流量控制器32、溫度控制器33及濕度控制器34均裝設(shè)在所述第一輸氣管20a上。如圖2所示，所述懸浮倉(cāng)45設(shè)置有出氣口 47，，所述出氣口 47上連接有用于和切割器連接的接頭48。
如圖2所示，所述懸浮倉(cāng)45是通過接頭48與切割器進(jìn)行連接。如圖I所示，所述氣源10提供潔凈氣體。如圖2所示，所述顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)100還包括第二輸氣管20b，所述氣源 10還通過所述第二輸氣管20b和所述混合倉(cāng)44連通，并給所述混合倉(cāng)44供氣。如圖I所示，所述控制系統(tǒng)30還包括第二流量控制裝置37，所述第二流量控制裝置37與所述控制器31電性連接且設(shè)置在所述第二輸氣管20b上。如圖I所示，所述控制系統(tǒng)30還包括流量計(jì)35，所述第一輸氣管20a及第二輸氣管20b上均設(shè)置有所述流量計(jì)30。如圖I所示，所述控制系統(tǒng)30還包括靜電調(diào)節(jié)器36，所述靜電調(diào)節(jié)器36設(shè)置在所
述第一輸氣管20a上。結(jié)合圖1-2，在本發(fā)明顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)100中，所述第一吹氣裝置41設(shè)置于所述吹掃倉(cāng)42內(nèi)，所述第一吹氣裝置41將顆粒物吹散且與所述氣源10提供的氣流混合，所述混合倉(cāng)44的外壁均勻的開設(shè)有進(jìn)氣嘴46，所述進(jìn)氣嘴46均與所述第二吹氣裝置 43連通，所述第二吹氣裝置43向所述混合倉(cāng)44內(nèi)進(jìn)行吹氣，且將所述吹掃倉(cāng)42的輸出混合形成確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)入所述懸浮倉(cāng)45，且所述懸浮倉(cāng)45 對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)行緩沖后供待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行采樣，通過對(duì)比確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和待校準(zhǔn)切割器所收集到的數(shù)據(jù)來對(duì)待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)100的重點(diǎn)在于將顆粒物混合成標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，然后將所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)入待校準(zhǔn)切割器，通過對(duì)比已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和待校準(zhǔn)切割器所收集到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明提供的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)100可以對(duì)PM2. 5切割器和其他切割器進(jìn)行校準(zhǔn)。以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，用于校準(zhǔn)顆粒物切割器，所述切割器用于分離空氣中的顆粒物，其特征在于，包括氣源、第一輸氣管、控制系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)倉(cāng)，所述氣源通過所述第一輸氣管與所述實(shí)驗(yàn)倉(cāng)連通，所述控制系統(tǒng)包括控制器、第一流量控制器、溫度控制器及濕度控制器，所述第一流量控制器、溫度控制器及濕度控制器均與所述控制器電性連接，所述實(shí)驗(yàn)倉(cāng)包括第一吹氣裝置、依次連通的吹掃倉(cāng)、第二吹氣裝置、混合倉(cāng)及懸浮倉(cāng)，所述吹掃倉(cāng)和第一輸氣管連通，且內(nèi)部置有已定數(shù)量的顆粒物，所述第一吹氣裝置設(shè)置于所述吹掃倉(cāng)內(nèi)，所述第一吹氣裝置將顆粒物吹散且與所述氣源提供的氣流混合，所述混合倉(cāng)的外壁均勻的開設(shè)有進(jìn)氣嘴，所述進(jìn)氣嘴均與所述第二吹氣裝置連通，所述第二吹氣裝置向所述混合倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行吹氣，且將所述吹掃倉(cāng)的輸出混合形成確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)入所述懸浮倉(cāng)，且所述懸浮倉(cāng)對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)行緩沖后供待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行采樣，通過對(duì)比確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和待校準(zhǔn)切割器所收集到的數(shù)據(jù)來對(duì)待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求I所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述混合倉(cāng)呈圓筒狀。
3.如權(quán)利要求I所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述第一吹氣裝置產(chǎn)生的氣流的速度為10 14米/秒，所述第二吹氣裝置產(chǎn)生氣流的速度為32 38米/秒。
4.如權(quán)利要求I所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述第一流量控制器、 溫度控制器及濕度控制器均裝設(shè)在所述第一輸氣管上。
5.如權(quán)利要求I所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述懸浮倉(cāng)設(shè)置有出氣口，所述出氣口上連接有用于和切割器連接的接頭。
6.如權(quán)利要求I所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述氣源提供潔凈氣體。
7.如權(quán)利要求I所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于還包括第二輸氣管，所述氣源還通過所述第二輸氣管和所述混合倉(cāng)連通，并給所述混合倉(cāng)供氣。
8.如權(quán)利要求7所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括第二流量控制裝置，所述第二流量控制裝置與所述控制器電性連接，且設(shè)置在所述第二輸氣管上。
9.如權(quán)利要求7所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括流量計(jì)，所述第一輸氣管及第二輸氣管上均設(shè)置有所述流量計(jì)。
10.如權(quán)利要求I所述的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括靜電調(diào)節(jié)器，所述靜電調(diào)節(jié)器設(shè)置在所述第一輸氣管上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括氣源、第一輸氣管、控制系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)倉(cāng)，氣源通過第一輸氣管與實(shí)驗(yàn)倉(cāng)連通，實(shí)驗(yàn)倉(cāng)包括第一吹氣裝置、依次連通的吹掃倉(cāng)、第二吹氣裝置、混合倉(cāng)及懸浮倉(cāng)，吹掃倉(cāng)和第一輸氣管連通，且內(nèi)部置有已定數(shù)量的顆粒物，第一吹氣裝置設(shè)置于吹掃倉(cāng)內(nèi)，第一吹氣裝置將顆粒物吹散且與氣源提供的氣流混合后經(jīng)過第二吹氣裝置向混合倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行吹氣，且將吹掃倉(cāng)的輸出混合形成確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品，懸浮倉(cāng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品進(jìn)行緩沖后供待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行采樣，通過對(duì)比確切濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品和待校準(zhǔn)切割器所收集到的數(shù)據(jù)來對(duì)待校準(zhǔn)切割器進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明是一種高精度、高效能的顆粒物切割器的校準(zhǔn)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01N1/22GK102607895SQ20121005650
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者劉正輝, 張文閣, 朱平, 李波, 董寧 申請(qǐng)人:深圳市華測(cè)檢測(cè)技術(shù)股份有限公司