本發(fā)明涉及環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種稀釋顆粒物采樣器及其采樣方法。

背景技術(shù)：

采集廢氣中顆粒物樣品時(shí)，因?yàn)閺U氣的溫度、濕度、濃度太高，直接采集廢氣中的顆粒物時(shí)，存在困難。因而采用干凈氣體將吸入采樣器中的廢氣稀釋后，在采集混合后的氣體樣品。其方法：在采集廢氣的同時(shí)，注入干凈的空氣與樣氣進(jìn)行混合，對(duì)樣氣進(jìn)行稀釋?zhuān)档推錅囟?、濕度、濃度，然后在進(jìn)行顆粒物采樣，從而實(shí)現(xiàn)了從廢氣中采集顆粒物樣品的目的；已公開(kāi)的顆粒物采樣方法是在抽氣泵前串接流量傳感器，用于測(cè)量樣氣、干凈氣進(jìn)行混合后的氣體的流量；在干凈氣管道中串接一個(gè)流量傳感器，用于測(cè)量干凈氣的流量；因?yàn)榛旌蠚?樣氣+干凈氣，所以通過(guò)混合氣流量減去干凈氣流量可以簡(jiǎn)單的計(jì)算出樣氣的流量。單片機(jī)根據(jù)混合氣的流量、干凈氣的流量，計(jì)算出樣氣的流量，然后根據(jù)計(jì)算出的樣氣的流量以及設(shè)定的稀釋倍數(shù)，調(diào)整干凈氣的供給裝置，控制稀釋倍數(shù)，從而達(dá)到采集廢氣中顆粒物樣品的目的。因干凈氣管道中的流量傳感器和抽氣泵前串接的流量傳感器會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，因此通過(guò)兩者計(jì)算出的樣氣流量的流量值誤差會(huì)因稀釋倍數(shù)而放大，影響混合氣的稀釋倍數(shù)，進(jìn)而影響稀釋通道顆粒物膜采樣的精度；以稀釋倍數(shù)為32，5L/min樣氣需混合155L/min干凈氣，得到160L/min混合氣為例：當(dāng)流量的流量傳感器誤差率為5%時(shí)；則測(cè)知的干凈氣的實(shí)際流量在147.25L/min-162.75L/min之間，通過(guò)混合氣減去干凈氣得出樣氣流量，會(huì)出現(xiàn)實(shí)際采樣時(shí)，樣氣的流量在0 L/min -12.75L/min之間的情況。導(dǎo)致實(shí)際稀釋比偏離設(shè)定稀釋比或沒(méi)能采集到樣氣的情況；已公開(kāi)的顆粒物采樣方法是在一個(gè)抽氣泵前并聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)采樣濾膜，這導(dǎo)致在這兩個(gè)或多個(gè)采樣濾膜中，阻力小的采樣濾膜通過(guò)的氣體流量大，阻力大的采樣濾膜通過(guò)的氣體流量小的情況，進(jìn)而影響采樣的準(zhǔn)確度；為此，我們提出一種稀釋顆粒物采樣器及其采樣方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種稀釋顆粒物采樣器及其采樣方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的兩個(gè)或多個(gè)采樣濾膜中，阻力小的采樣濾膜通過(guò)的氣體流量大，阻力大的采樣濾膜通過(guò)的氣體流量小的情況，進(jìn)而影響采樣的準(zhǔn)確度的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種稀釋顆粒物采樣器，包括采樣嘴、兩組皮托管和溫度傳感器，所述采樣嘴的右端安裝有樣氣進(jìn)氣管，且樣氣進(jìn)氣管的外壁上安裝有加熱帶，所述樣氣進(jìn)氣管的右端安裝有流量傳感器，且流量傳感器的右側(cè)通過(guò)管道安裝有稀釋器，所述稀釋器的右端通過(guò)管道連接停留室的入口，且停留室的出口右側(cè)通過(guò)管道連接顆粒物切割器，所述顆粒物切割器的左側(cè)設(shè)置有溫度傳感器和壓力傳感器，且溫度傳感器和壓力傳感器電性輸出連接單片機(jī)，所述顆粒物切割器的底端安裝有分流器進(jìn)氣管，且分流器進(jìn)氣管的底端連接分流器，所述分流器的底端安裝有分流器出氣管，且分流器出氣管的底端通過(guò)管道連接采樣濾膜，所述采樣濾膜的底端通過(guò)管道連接有內(nèi)錐流量計(jì)，且內(nèi)錐流量計(jì)的底端通過(guò)管道連接有抽氣泵，所述抽氣泵與單片機(jī)電性連接，兩組所述皮托管的右端分別通過(guò)管道連接三通和管道動(dòng)壓力傳感器，所述三通的兩個(gè)出口分別通過(guò)管道連接管道靜壓力傳感器和管道動(dòng)壓力傳感器，且管道連接管道靜壓力傳感器和管道動(dòng)壓力傳感器均與單片機(jī)電性連接，所述溫度傳感器的右側(cè)連接有鉑電阻，且鉑電阻與單片機(jī)電性連接，所述單片機(jī)電性輸出連接稀釋風(fēng)機(jī)，且稀釋風(fēng)機(jī)的上下兩端分別通過(guò)管道連接冷凝器額過(guò)濾器，所述單片機(jī)分別電性連接流量傳感器、鍵盤(pán)、顯示器和通訊接口。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)通過(guò)顯示模塊電性輸出連接顯示器，且單片機(jī)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊與鍵盤(pán)電性連接。

優(yōu)選的，所述分流器出氣管為相同的四組，且四組分流器出氣管經(jīng)過(guò)采樣濾膜與四組等同的抽氣泵連接。

一種稀釋顆粒物采樣器的采樣方法，該稀釋顆粒物采樣器的采樣方法包括如下步驟：

S1：清除空氣中顆粒物：空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、稀釋風(fēng)機(jī)、冷凝器后轉(zhuǎn)化為干凈氣；

S2：采集樣氣：樣氣進(jìn)入采樣嘴后，經(jīng)過(guò)樣氣進(jìn)氣管、流量傳感器進(jìn)入稀釋器，同時(shí)加熱帶對(duì)進(jìn)氣管進(jìn)行加熱，流量傳感器測(cè)量樣氣流量后傳輸給單片機(jī)，皮托管將廢氣傳遞給管道靜壓力傳感器、管道動(dòng)壓力傳感器測(cè)知管道內(nèi)廢氣的流量并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)；

S3：稀釋器混合：在稀釋器中樣氣和干凈氣混合為稀釋氣；

S4：顆粒物切割：稀釋氣在顆粒物切割器將顆粒物粒徑大于顆粒物切割器切割粒徑的顆粒物分離出來(lái)，同時(shí)溫度傳感器、壓力傳感器采集稀釋氣的溫度和流量，并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)；

S5：數(shù)據(jù)采集：將流量傳感器、溫度傳感器、內(nèi)錐流量計(jì)、管道靜壓力傳感器、管道動(dòng)壓力傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)顯示器進(jìn)行對(duì)比；

S6：得出結(jié)論：經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的對(duì)比得到此方法采集到的 稀釋通道顆粒物膜采樣的精度較為精準(zhǔn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該稀釋顆粒物采樣器及其采樣方法，能自動(dòng)跟蹤管道內(nèi)氣體流量的變化，實(shí)施等速采樣；單片機(jī)根據(jù)樣氣流量、稀釋氣流量、稀釋倍數(shù)調(diào)整干凈氣流量，解決了監(jiān)視控制實(shí)際稀釋倍數(shù)的問(wèn)題；利用稀釋器可將高濕、高溫、高濃度的氣體處理后采集樣品；在PM10切割器后增加分流器和PM2.5顆粒物切割器，可實(shí)現(xiàn)樣氣中PM10、PM2.5同時(shí)恒流分級(jí)采樣，且因分流器內(nèi)樣品均勻，每個(gè)濾膜后串接一個(gè)內(nèi)錐流量計(jì)，所以各個(gè)樣品的均勻性好，采樣體積明確；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換膜；能防止煙道負(fù)壓倒吸；可自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)量管道內(nèi)濕度；可計(jì)算出管道污染物的排放濃度及總排放量；重量輕、方便攜帶、操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化智能化水平高。本發(fā)明的裝置也適用于采集管道內(nèi)的其他特定粒徑顆粒物、有害氣體、煙塵、SVOCs樣品及環(huán)境空氣。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1采樣嘴、2樣氣進(jìn)氣管、3皮托管、4加熱帶、5稀釋器、6顆粒物切割器 、7分流器、8采樣濾膜、9流量傳感器、10三通、11溫度傳感器 、12內(nèi)錐流量計(jì)、13抽氣泵、14過(guò)濾器、15稀釋風(fēng)機(jī)、16冷凝器、17鉑電阻、18管道靜壓力傳感器、19管道動(dòng)壓力傳感器、20溫度傳感器、21壓力傳感器、22分流器進(jìn)氣管、23分流器出氣管、24單片機(jī)、25鍵盤(pán)、26顯示器、27通訊接口、28停留室。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種稀釋顆粒物采樣器，包括采樣嘴1、兩組皮托管3和溫度傳感器11，所述采樣嘴1的右端安裝有樣氣進(jìn)氣管2，且樣氣進(jìn)氣管2的外壁上安裝有加熱帶4，所述樣氣進(jìn)氣管2的右端安裝有流量傳感器9，且流量傳感器9的右側(cè)通過(guò)管道安裝有稀釋器5，所述稀釋器5的右端通過(guò)管道連接停留室28的入口，且停留室28的出口右側(cè)通過(guò)管道連接顆粒物切割器6，所述顆粒物切割器6的左側(cè)設(shè)置有溫度傳感器20和壓力傳感器21，且溫度傳感器20和壓力傳感器21電性輸出連接單片機(jī)24，所述顆粒物切割器6的底端安裝有分流器進(jìn)氣管22，且分流器進(jìn)氣管22的底端連接分流器7，所述分流器7的底端安裝有分流器出氣管23，且分流器出氣管23的底端通過(guò)管道連接采樣濾膜8，所述采樣濾膜8的底端通過(guò)管道連接有內(nèi)錐流量計(jì)12，且內(nèi)錐流量計(jì)12的底端通過(guò)管道連接有抽氣泵13，所述抽氣泵13與單片機(jī)24電性連接，兩組所述皮托管3的右端分別通過(guò)管道連接三通10和管道動(dòng)壓力傳感器19，所述三通10的兩個(gè)出口分別通過(guò)管道連接管道靜壓力傳感器18和管道動(dòng)壓力傳感器19，且管道連接管道靜壓力傳感器18和管道動(dòng)壓力傳感器19均與單片機(jī)24電性連接，所述溫度傳感器11的右側(cè)連接有鉑電阻17，且鉑電阻17與單片機(jī)電性連接，所述單片機(jī)24電性輸出連接稀釋風(fēng)機(jī)15，且稀釋風(fēng)機(jī)15的上下兩端分別通過(guò)管道連接冷凝器16額過(guò)濾器14，所述單片機(jī)24分別電性連接流量傳感器9、鍵盤(pán)25、顯示器26和通訊接口27。

一種稀釋顆粒物采樣器的采樣方法，該稀釋顆粒物采樣器的采樣方法包括如下步驟：

S1：清除空氣中顆粒物：空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器14、稀釋風(fēng)機(jī)15、冷凝器16后轉(zhuǎn)化為干凈氣；

S2：采集樣氣：樣氣進(jìn)入采樣嘴1后，經(jīng)過(guò)樣氣進(jìn)氣管2、流量傳感器9進(jìn)入稀釋器5，同時(shí)加熱帶4對(duì)進(jìn)氣管進(jìn)行加熱，流量傳感器9測(cè)量樣氣流量后傳輸給單片機(jī)24，皮托管3將廢氣傳遞給管道靜壓力傳感器18、管道動(dòng)壓力傳感器19測(cè)知管道內(nèi)廢氣的流量并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)24；

S3：稀釋器混合：在稀釋器5中樣氣和干凈氣混合為稀釋氣；

S4：顆粒物切割：稀釋氣在顆粒物切割器6將顆粒物粒徑大于顆粒物切割器6切割粒徑的顆粒物分離出來(lái)，同時(shí)溫度傳感器20、壓力傳感器21采集稀釋氣的溫度和流量，并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)24；

S5：數(shù)據(jù)采集：將流量傳感器9、溫度傳感器11、內(nèi)錐流量計(jì)12、管道靜壓力傳感器18、管道動(dòng)壓力傳感器19、溫度傳感器20和壓力傳感器21傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)24的數(shù)據(jù)通過(guò)顯示器26進(jìn)行對(duì)比；

S6：得出結(jié)論：經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的對(duì)比得到此方法采集到的 稀釋通道顆粒物膜采樣的精度較為精準(zhǔn)。

其中，所述單片機(jī)24通過(guò)顯示模塊電性輸出連接顯示器26，且單片機(jī)24通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊與鍵盤(pán)25電性連接；所述分流器出氣管24為相同的四組，且四組分流器出氣管24經(jīng)過(guò)采樣濾膜8與四組等同的抽氣泵13連接。

工作原理：工作人員啟動(dòng)顆粒物采樣器，設(shè)置稀釋倍數(shù)，開(kāi)始采樣；樣氣進(jìn)入采樣嘴1后，經(jīng)過(guò)樣氣進(jìn)氣管2、流量傳感器9進(jìn)入稀釋器5；加熱帶4對(duì)進(jìn)氣管進(jìn)行加熱，流量傳感器9測(cè)量樣氣流量后傳輸給單片機(jī)24，皮托管3將廢氣傳遞給管道靜壓力傳感器18、管道動(dòng)壓力傳感器19測(cè)知管道內(nèi)廢氣的流量并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)24。鉑電阻17測(cè)知廢氣的溫度，并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)24；空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器14、稀釋風(fēng)機(jī)15、冷凝器16后轉(zhuǎn)化為干凈氣，進(jìn)入稀釋器5； 過(guò)濾器14清除空氣中的顆粒物；稀釋風(fēng)機(jī)15提供空氣流動(dòng)的動(dòng)力，受單片機(jī)24控制；冷凝器16降低空氣的溫度，從而將普通空氣轉(zhuǎn)化為可用于稀釋樣氣的干凈氣，冷凝器16受單片機(jī)24控制在稀釋器5中樣氣和干凈氣混合為稀釋氣；稀釋氣經(jīng)管道、停留室28、顆粒物切割器6、分流器進(jìn)氣管22、分流器7、分流器出氣管23、采樣濾膜8、內(nèi)錐流量計(jì)12抽氣泵13后排出，每個(gè)分流器出氣管23分別與一個(gè)采樣濾膜8、一個(gè)內(nèi)錐流量計(jì)12、一個(gè)抽氣泵13串聯(lián)；稀釋氣在顆粒物切割器6將顆粒物粒徑大于顆粒物切割器6切割粒徑的顆粒物分離出來(lái)，同時(shí)溫度傳感器20、壓力傳感器21采集稀釋氣的溫度和流量，并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)24；剩余的顆粒物隨氣流向下流動(dòng)，經(jīng)過(guò)分流器進(jìn)氣管22進(jìn)入分流器7，在分流器出氣管23分為 4 條氣流， 4 條氣流分別接一個(gè)采樣濾膜8，對(duì)稀釋氣中的顆粒物進(jìn)行采集。采集完成后氣流繼續(xù)向下流動(dòng)，經(jīng)過(guò)內(nèi)錐流量計(jì)12，分別采集到4條氣流的流量并傳輸給單片機(jī)24，4條氣流的總和即為稀釋氣流量。氣流繼續(xù)向下流動(dòng)，經(jīng)4個(gè)抽氣泵13后排出。抽氣泵13提供稀釋氣流動(dòng)的動(dòng)力并受單片機(jī)24控制。運(yùn)行過(guò)程中單片機(jī)24通過(guò)流量傳感器9監(jiān)測(cè)樣氣流量，通過(guò)4個(gè)內(nèi)錐流量計(jì)12監(jiān)測(cè)稀釋氣流量，通過(guò)樣氣流量、稀釋氣流量、稀釋倍數(shù)的計(jì)算結(jié)果對(duì)抽氣泵13和稀釋風(fēng)機(jī)15進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，調(diào)整抽氣泵13和稀釋風(fēng)機(jī)15的運(yùn)行功率，確保稀釋氣的稀釋倍數(shù)穩(wěn)定，確保通過(guò)顆粒物切割器6和采樣濾膜8的稀釋氣流量穩(wěn)定。運(yùn)行過(guò)程中單片機(jī)24對(duì)采樣嘴1外的溫度、流量，顆粒物切割器6處的稀釋氣溫度、流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視控制，通過(guò)調(diào)整冷凝器16的功率，確保稀釋氣的溫度、濕度穩(wěn)定并且符合采樣的要求。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。