一種顆粒物濃度發(fā)生裝置及其方法
【專利摘要】一種顆粒物濃度發(fā)生裝置及其方法，屬于顆粒物濃度測量【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置包括軸流風(fēng)機(jī)、調(diào)壓器、顆粒物、圓筒、左底筒、右底筒、左底筒座、右底筒座、支撐柱。當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，顆粒物會隨風(fēng)力作用下和側(cè)壁的碰撞作用下而在空腔內(nèi)不斷運(yùn)動，分散在空腔中，形成一定的空間濃度分布。顆粒物濃度發(fā)生方法是：首先確定想要產(chǎn)生的顆粒物濃度，然后根據(jù)事先確定好的顆粒物濃度和顆粒物數(shù)量的關(guān)系曲線，計(jì)算出需要的顆粒物數(shù)量；接著清除顆粒物濃度發(fā)生器中的顆粒物，并需要數(shù)量的顆粒物放置到顆粒物濃度發(fā)生裝置中，最后啟動顆粒物濃度發(fā)生裝置，在事先確定的時刻的顆粒物發(fā)出的濃度就是想要的濃度。優(yōu)點(diǎn)在于，裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】一種顆粒物濃度發(fā)生裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于顆粒物濃度測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種顆粒物濃度發(fā)生裝置及其方法，用做光學(xué)式顆粒物濃度測量儀研發(fā)和生產(chǎn)時的標(biāo)定源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前各種顆粒物濃度測量儀還難以在實(shí)驗(yàn)室方便地進(jìn)行標(biāo)定。為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)定，通常要到顆粒物濃度測量儀的使用現(xiàn)場，利用濾膜稱重法進(jìn)行比對來進(jìn)行標(biāo)定。這樣就增大了儀器的研發(fā)和生產(chǎn)成本。
[0003]造成這種現(xiàn)象的一個主要的原因是缺乏能在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬現(xiàn)場的顆粒物濃度發(fā)生裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種顆粒物濃度發(fā)生裝置及其方法，用于在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定顆粒物濃度測量儀。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本合理。
[0005]本發(fā)明的顆粒物濃度發(fā)生裝置包括軸流風(fēng)機(jī)1、調(diào)壓器2、圓筒4、左底筒5、右底筒
6、左底筒座7、右底筒座8、第一支撐柱9、第二支撐柱10、第三支撐柱11、第四支撐柱12。左底筒5、右底筒6、圓筒4組合成一個封閉的圓柱體，左底筒座7、右底筒座8用于固定該圓柱體，圓柱面的中心軸線沿水平方向。軸流風(fēng)機(jī)I通過第一支撐柱9、第二支撐柱10、第三支撐柱11、第四支撐柱12固定在封閉的圓柱體的空腔的上部，在施加額定交流電壓時，可以運(yùn)行起來向空腔的中下部吹風(fēng)。顆粒物位于空腔內(nèi)。當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)I不運(yùn)行時，顆粒物靜止在空腔下部；當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)I運(yùn)行時，顆粒物會隨風(fēng)力作用下和側(cè)壁的碰撞作用下而在空腔內(nèi)不斷運(yùn)動，分散在空腔中，形成一定的空間濃度分布。調(diào)壓器2和軸流風(fēng)機(jī)I通過電纜連接，調(diào)壓器2的功能是將市電220V調(diào)壓后再供給軸流風(fēng)機(jī)。左底筒5、右底筒6中間均為圓形玻璃，允許來自顆粒物濃度測量設(shè)備的發(fā)射光從某一底筒外沿著圓柱型空腔的縱軸線穿過另一底筒到達(dá)顆粒物濃度測量設(shè)備的接光模塊。其他條件不變情況下，當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)吹動顆粒物時，在一定的顆粒物數(shù)量范圍內(nèi)，隨著顆粒物數(shù)量的增大，圓柱型空腔內(nèi)顆粒物濃度就越大，顆粒物濃度測量設(shè)備測量到的顆粒物濃度就越大，此數(shù)量和濃度呈近似線性關(guān)系。顆粒物濃度發(fā)生方法就是事先建立好顆粒物的數(shù)量和濃度之間的關(guān)系曲線，然后根據(jù)此關(guān)系曲線可知，如果需要某個濃度，只要通過加入相應(yīng)數(shù)量的顆粒物到發(fā)生器中即可得到。
[0006]本發(fā)明濃度發(fā)生方法是:
[0007]I確定想要產(chǎn)生的顆粒物濃度Cx ；
[0008]2根據(jù)事先確定好的顆粒物濃度C和顆粒物數(shù)量Q的關(guān)系曲線C=f (Q)，計(jì)算出需要的顆粒物數(shù)量Qx;
[0009]3清除顆粒物濃度發(fā)生器中的顆粒物，并將數(shù)量為Qx的顆粒物放置到顆粒物濃度發(fā)生裝置中；
[0010]4啟動顆粒物濃度發(fā)生裝置，在事先確定的DT時刻末顆粒物發(fā)出的濃度就是想要的濃度；
[0011 ] 顆粒物濃度C和顆粒物數(shù)量Q的關(guān)系曲線C=f (Q)，以及DT時間間隔是使用更高精度的顆粒物濃度測量裝置對顆粒物濃度發(fā)生裝置進(jìn)行標(biāo)定而得到的，這個曲線一般由顆粒物濃度發(fā)生裝置提供單位給出。
[0012]用于標(biāo)定本發(fā)明所述顆粒物濃度發(fā)生裝置的裝置如圖2所示，它由上述顆粒物濃度發(fā)生裝置、光源14、光電測量裝置13、支撐底板15組成。顆粒物濃度發(fā)生裝置、光源14和光電測量裝置13都連接在支撐底板上。光源14發(fā)出規(guī)律確定的入射光，穿過顆粒物濃度發(fā)生裝置，透射光由光電測量裝置13測得。標(biāo)定方法如下:
[0013]1、啟動顆粒物濃度發(fā)生裝置。啟動顆粒物濃度精密測量裝置；
[0014]2、旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕，使調(diào)壓器輸出固定的交流電壓給軸流風(fēng)機(jī)，準(zhǔn)備好形狀、大小和密度都相同的N (N不小于2)種不同數(shù)量的顆粒物，其數(shù)量分別為Q1, Q2, -,Qn；
[0015]對i=l?N，完成下面操作:
[0016]I)清除顆粒物濃度發(fā)生器中的顆粒物；
[0017]2)將數(shù)量為Qi的顆粒物放入到顆粒物濃度發(fā)生器內(nèi)；
[0018]3 )啟動軸流風(fēng)機(jī)，測量DT時間間隔末的濃度Ci，其中DT是固定的時間間隔；
[0019]3、擬合C1?Cn和Q1?Qn的關(guān)系曲線C=f (Q)，其中Q是顆粒物量，C是濃度。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是顆粒物濃度發(fā)生裝置，其中軸流風(fēng)機(jī)1、調(diào)壓器2、顆粒物3、圓筒4、左底筒
5、右底筒6、左底筒座7、右底筒座8、第一支撐柱9、第二支撐柱10、第三支撐柱U、第四支撐柱12。
[0022]圖2是顆粒物濃度測量儀標(biāo)定裝置圖，其中，光電接收裝置13，光源14，支撐底板15。
[0023]圖3是顆粒物濃度和數(shù)量的關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明的顆粒物濃度發(fā)生裝置包括軸流風(fēng)機(jī)1、調(diào)壓器2、顆粒物3、圓筒4、左底筒
5、右底筒6、左底筒座7、右底筒座8、第一支撐柱9、第二支撐柱10、第三支撐柱11、第四支撐柱12。左底筒5、右底筒6、圓筒4組合成一個封閉的圓柱體，左底筒座7、右底筒座8用于固定該圓柱體，圓柱面的中心軸線沿水平方向。軸流風(fēng)機(jī)I通過第一支撐柱9、第二支撐柱10、第三支撐柱11、第四支撐柱12固定在封閉的圓柱體的空腔的上部，在施加額定交流電壓時，可以運(yùn)行起來向空腔的中下部吹風(fēng)。顆粒物位于空腔內(nèi)。當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)I不運(yùn)行時，顆粒物靜止在空腔下部；當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)I運(yùn)行時，顆粒物會隨風(fēng)力作用下和側(cè)壁的碰撞作用下而在空腔內(nèi)不斷運(yùn)動，分散在空腔中，形成一定的空間濃度分布。
[0025]以標(biāo)定光閃爍法顆粒物測量儀的顆粒物濃度發(fā)生裝置為例來敘述。
[0026]一、顆粒物濃度C和顆粒物數(shù)量Q的關(guān)系曲線及DT時間間隔的確定
[0027]1、啟動顆粒物濃度發(fā)生裝置。啟動用于標(biāo)定顆粒物濃度發(fā)生裝置的光閃爍顆粒物濃度測量儀(采用北京凱爾科技有限公司KSP - 1-1000，它的濃度測量精度和時間分辨率分別可以達(dá)到0.lmg/m3和Is)。
[0028]2、固定調(diào)壓器旋鈕，使得調(diào)壓器輸出到軸流風(fēng)機(jī)的電壓為220V。預(yù)先準(zhǔn)備好形狀、大小和密度都相同的N=6組顆粒物(球形，直徑為4mm，密度為16kg/m3)，其數(shù)量分別為Ql=163 個，Q2=326 個，Q3=652 個，Q4=978 個，Q5=1304 個，Q6=1630 個。
[0029]對每組顆粒物，按i=l-N循環(huán)完成下面操作:
[0030]I)清除顆粒物濃度發(fā)生器中的顆粒物；
[0031]2)將數(shù)量為Qi的顆粒物放入到顆粒物濃度發(fā)生器內(nèi)；
[0032]3)啟動軸流風(fēng)機(jī)，測量在DT=15秒時刻的濃度Ci。
[0033]試驗(yàn)得到C1=22.8mg/m3, C2=38.62mg/m3, C3=54.22mg/m3, C4=70.72mg/m3，C5=84.25mg/m3, C6=104.77mg/m3。
[0034]3、擬合Q1-Qn和C1-Cn的關(guān)系曲線為線性曲線
[0035]C=f (Q) =8.605Q+18.10
[0036]其中C是顆粒物濃度，Q是顆粒物數(shù)量，如圖3所示。由于曲線的R2值為0.991，表明該線性曲線能較好地反應(yīng)該顆粒物濃度發(fā)生器的濃度發(fā)生規(guī)律。
[0037]二、任意顆粒物濃度的發(fā)生:
[0038]清除顆粒物濃度發(fā)生器中的顆粒物，并在顆粒物濃度發(fā)生器中放入數(shù)量為Qx的顆粒物，則在啟動軸流風(fēng)機(jī)后的第15秒末的濃度Cx=f (Qx)=8.605QX+18.10。
【權(quán)利要求】
1.一種顆粒物濃度發(fā)生裝置，其特征在于，包括軸流風(fēng)機(jī)、調(diào)壓器、圓筒、左底筒、右底筒、左底筒座、右底筒座、支撐柱；左底筒(5)、右底筒(6)、圓筒(4)組合成一個封閉的圓柱體，左底筒座(7 )、右底筒座(8 )用于固定該圓柱體，圓柱面的中心軸線沿水平方向；軸流風(fēng)機(jī)(I)通過第一支撐柱(9)、第二支撐柱(10)、第三支撐柱(11)、第四支撐柱(12)固定在封閉的圓柱體的空腔的上部，在施加額定交流電壓時，能運(yùn)行起來向空腔的中下部吹風(fēng)；顆粒物位于空腔內(nèi)，當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)(I)不運(yùn)行時，顆粒物靜止在空腔下部；當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)(I)運(yùn)行時，顆粒物會隨風(fēng)力作用下和側(cè)壁的碰撞作用下而在空腔內(nèi)運(yùn)動，分散在空腔中，形成一定的空間濃度分布；調(diào)壓器(2)和軸流風(fēng)機(jī)(I)通過電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的調(diào)壓器(2)的功能是將市電220V調(diào)壓后再供給軸流風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，左底筒(5)、右底筒(6)中間均為圓形玻璃，使來自顆粒物濃度測量設(shè)備的發(fā)射光從某一底筒外沿著圓柱型空腔的縱軸線穿過另一底筒到達(dá)顆粒物濃度測量設(shè)備的接光模塊。
4.一種權(quán)利要求1所述的裝置的顆粒物濃度發(fā)生方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)確定想要產(chǎn)生的顆粒物濃度Cx； (2)根據(jù)事先確定好的顆粒物濃度C和顆粒物數(shù)量Q的關(guān)系曲線C=f(Q)，計(jì)算出需要的顆粒物數(shù)量Qx ； (3)清除顆粒物濃度發(fā)生器中的顆粒物，并將數(shù)量為Qx的顆粒物放置到顆粒物濃度發(fā)生裝置中； (4)啟動顆粒物濃度發(fā)生裝置，在事先確定的DT時刻末顆粒物發(fā)出的濃度就是想要的濃度； 顆粒物濃度C和顆粒物數(shù)量Q的關(guān)系曲線C=f (Q)，以及DT時間間隔是使用更高精度的顆粒物濃度測量裝置對顆粒物濃度發(fā)生裝置進(jìn)行標(biāo)定而得到的，這個曲線由顆粒物濃度發(fā)生裝置提供單位給出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，標(biāo)定的步驟如下: 1)啟動顆粒物濃度發(fā)生裝置，啟動顆粒物濃度精密測量裝置； 2)旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕，使調(diào)壓器輸出固定的交流電壓給軸流風(fēng)機(jī)，準(zhǔn)備好形狀、大小和密度都相同的N種不同數(shù)量的顆粒物，其數(shù)量分別為Q1, Q2,…，Qn ；N不小于2 ； 對i=l-N,完成下面操作: 1)清除顆粒物濃度發(fā)生器中的顆粒物； 2)將數(shù)量為Qi的顆粒物放入到顆粒物濃度發(fā)生器內(nèi)； 3)啟動軸流風(fēng)機(jī)，測量DT時間間隔末的濃度Ci，其中DT是固定的時間間隔； ` 3、擬合C1-Cn和Q1-Qn的關(guān)系曲線C=f (Q)，其中Q是顆粒物量，C是濃度。
【文檔編號】G01N15/06GK103439234SQ201310412220
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】吳少波, 龍森, 王麗晴, 葉連慧, 張?jiān)瀑F, 于立業(yè), 孫彥廣 申請人:冶金自動化研究設(shè)計(jì)院