本發(fā)明涉及密閉及半密閉空間霧霾環(huán)境仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種用于封閉及半封閉空間霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

密閉及半密閉空間的霧霾災(zāi)害頻繁發(fā)生，在井巷及中長距離隧道中尤為嚴(yán)重。礦井霧害會使井下的能見度大幅降低，嚴(yán)重影響信號工人的視線，極易導(dǎo)致指揮失誤，使墜落、機(jī)械傷害、車輛傷害等事故發(fā)生的可能性增大。隧道霧害將直接導(dǎo)致汽車行駛安全，給人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來極大損害。同時，由于嚴(yán)重潮濕，會加速電纜線路的老化，腐蝕金屬設(shè)備，導(dǎo)致電器故障頻繁，嚴(yán)重威脅安全。霧霾中含有大量有毒有害顆粒，人長時間在這種霧害環(huán)境中會誘發(fā)呼吸道感染、肺氣腫等呼吸道疾病，嚴(yán)重影響生命健康。

目前國內(nèi)外高校和科研機(jī)構(gòu)開展了很多關(guān)于霧霾的研究，也建立了一些仿真實(shí)驗(yàn)裝置，但這些研究大都是針對開放空間環(huán)境(大氣環(huán)境)中的霧霾現(xiàn)象展開的相關(guān)研究，并未涉及到對密閉及半密閉空間霧害的研究，且用空間有限的小體積實(shí)驗(yàn)裝置來模擬空間無限的大氣中的霧霾環(huán)境本身就有很多不確定因素，故實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、實(shí)用性難以使人信服。

目前國內(nèi)關(guān)于密閉、半密閉空間霧害的研究，多停留在現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)觀測，或者根據(jù)相關(guān)流體力學(xué)理論分析，少量研究采用了數(shù)值模擬試驗(yàn)的方式進(jìn)行研究。上述方法均存在不足之處：現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)觀測通常存有較大的主觀性，存在較大失誤的可能；現(xiàn)場實(shí)際條件復(fù)雜多變，理論分析及模型往往與客觀事實(shí)符合度較差；數(shù)值模擬軟件的模擬精度較高，但多存在功能及參數(shù)漏洞。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于更進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于封閉及半封閉空間霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法，能夠仿真模擬密閉及半密閉空間內(nèi)與霧害有關(guān)的各種參數(shù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明方案包括：

一種用于封閉及半封閉空間霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其包括實(shí)驗(yàn)艙，實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)設(shè)置有監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，其中，實(shí)驗(yàn)艙的中部設(shè)置有電動隔斷門，電動隔斷門將實(shí)驗(yàn)艙分割為第一實(shí)驗(yàn)艙與第二實(shí)驗(yàn)艙，第一實(shí)驗(yàn)艙的一側(cè)設(shè)置有第一過渡艙，第一過渡艙與第一管路相連接，第一管路上設(shè)置有回路式第二管路，第一管路與回路式第二管路連接處設(shè)置有第一開關(guān)，第一開關(guān)用于控制回路式第二管路的狀態(tài)，第一開關(guān)上方的第一管路上設(shè)置有第一分體式過濾干燥箱，第一分體式過濾干燥箱上方的第一管路上設(shè)置有第一風(fēng)機(jī)，第一管路末端設(shè)置有第一調(diào)壓裝置，第一實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)設(shè)置有第一霧霾發(fā)生裝置；第二實(shí)驗(yàn)艙的一側(cè)設(shè)置有第二過渡艙，第二過渡艙與第二管路相連接，第二管路上設(shè)置有回路式第三管路，第二管路與回路式第三管路連接處設(shè)置有第二開關(guān)，第二開關(guān)用于控制回路式第三管路的狀態(tài)，第二開關(guān)上方的第二管路上設(shè)置有第二分體式過濾干燥箱，第二分體式過濾干燥箱上方的第二管路上設(shè)置有第二風(fēng)機(jī)，第二管路末端設(shè)置有第二調(diào)壓裝置，第二實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)設(shè)置有第二霧霾發(fā)生裝置；第一管路末端與第二管路末端之間設(shè)置有分壓擋風(fēng)板。

所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上述第一霧霾發(fā)生裝置與第二霧霾發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)相同，第一霧霾發(fā)生裝置包括一超聲波霧化發(fā)生器、一噴粉器、一氣泵與一組合式噴嘴，超聲波霧化發(fā)生器、噴粉器、氣泵均與組合式噴嘴管路連接，超聲波霧化發(fā)生器、噴粉器、氣泵均布置在實(shí)驗(yàn)艙外部。

所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上述組合式噴嘴包括至少七個噴嘴；超聲波霧化發(fā)生器、噴粉器、氣泵分別與對應(yīng)的噴嘴相連通。

所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上述第一實(shí)驗(yàn)艙與第二實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)均布置有多個壓力傳感器與溫度傳感器。

所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上述第一過渡艙與第一管路連接處、第二過渡艙與第二管路連接處均設(shè)置有風(fēng)速傳感器。

所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上述第一過渡艙與第二過渡艙的結(jié)構(gòu)相同，第一過渡艙為四棱臺型，并呈20°角向外側(cè)漸縮，由多塊雙層真空玻璃和不銹鋼框架組裝密封而成的。

所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上述第一過渡艙與第二過渡艙的內(nèi)壁上均布置溫控銅管，溫控銅管分別與熱源、冷源相連通，溫控銅管用于控制實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的溫度。

所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上述第一分體式過濾干燥箱與第二分體式過濾干燥箱的結(jié)構(gòu)相同，第一分體式過濾干燥箱包括箱體，箱體下部設(shè)置有粉塵過濾層插口，箱體上部設(shè)置有干燥層插口，粉塵過濾層插口內(nèi)插接有由pe聚酯制成的三維立體疏松多孔結(jié)構(gòu)層，干燥層插口內(nèi)插接有若干層覆膜纖維干燥劑片，覆膜纖維干燥劑片上均勻布置有多個透氣孔，透氣孔的孔徑為兩毫米。

所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上述實(shí)驗(yàn)艙底部設(shè)置有排污口，實(shí)驗(yàn)艙的一側(cè)設(shè)置有密閉門。

一種使用所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其包括以下步驟：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求預(yù)制充足的所需粒徑的粉塵顆粒、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需其他氣體和液體；

關(guān)閉密閉門及排污口，打開分壓擋風(fēng)板和電動隔斷門，將第一分體式過濾干燥箱與第二分體式過濾干燥箱安裝好，電動隔斷門處于半開半閉狀態(tài)。

打開監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，開始記錄數(shù)據(jù)，接通所有的電器開關(guān)進(jìn)行預(yù)熱五分鐘，設(shè)定實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)氣壓為150kpa，采用第一調(diào)壓裝置進(jìn)行充氣，達(dá)到設(shè)定值之后，暫停充氣；

等待五分鐘，若氣壓衰減值小于50pa，則氣密性良好；若衰減值高于50pa，需重新關(guān)閉密閉門并調(diào)整過濾干燥箱，重復(fù)上述步驟；若衰減值仍然較高，則需要進(jìn)行氣密性檢測，更換失效的密封部件，直到氣密性檢測良好為止；

判斷是否需要進(jìn)行不同霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)，如果進(jìn)行單一霧霾環(huán)境仿真實(shí)驗(yàn)，打開電動隔斷門，使第一實(shí)驗(yàn)艙與第二實(shí)驗(yàn)艙相通；如果進(jìn)行不同霧霾環(huán)境的相互影響的實(shí)驗(yàn)，則關(guān)閉電動隔斷門，第一實(shí)驗(yàn)艙與第二實(shí)驗(yàn)艙成為獨(dú)立的空間；

判斷是否需要進(jìn)行不同壓力霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)研究，如果進(jìn)行同等壓力下霧霾仿真實(shí)驗(yàn)，打開分壓擋風(fēng)板，僅使用第一調(diào)壓裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)艙壓力；如果進(jìn)行不同壓力下霧霾環(huán)境的對沖影響等實(shí)驗(yàn)研究，則關(guān)閉分壓擋風(fēng)板，分別控制第一調(diào)壓裝置和第二調(diào)壓裝置，并關(guān)閉第一風(fēng)機(jī)與第二風(fēng)機(jī)；

判斷所需風(fēng)流在第一實(shí)驗(yàn)艙和第二實(shí)驗(yàn)艙的流動方向，若從第一實(shí)驗(yàn)艙流向第二實(shí)驗(yàn)艙，則開啟第二風(fēng)機(jī)，為了防止風(fēng)流在分體式過濾干燥箱倒流而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)艙污染從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在開啟第二風(fēng)機(jī)之前，使第一開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，第二開關(guān)處于打開狀態(tài)；若從第二實(shí)驗(yàn)艙流向第一實(shí)驗(yàn)艙，則開啟第一風(fēng)機(jī)，在開啟第一風(fēng)機(jī)之前，第一開關(guān)處于打開狀態(tài)，第二開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)；

選擇預(yù)混式霧霾或者非預(yù)混式霧霾發(fā)生噴嘴；調(diào)節(jié)相應(yīng)霧霾發(fā)生裝置使之達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的噴霧量、噴霧粒徑、噴粉量以及噴射其他氣體的速率。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，調(diào)整實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)溫度、壓力以及風(fēng)流參數(shù)，進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)艙不同霧霾環(huán)境相互影響實(shí)驗(yàn)時，在合適的時間節(jié)點(diǎn)，打開電動隔斷門；

相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，打開分壓擋風(fēng)板以及電動隔斷門，調(diào)整第一開關(guān)、第二開關(guān)均處于半開半閉狀態(tài)。

接風(fēng)管從第一調(diào)壓裝置、第二調(diào)壓裝置的真空泵至室外，開啟真空泵，一段時間后打開密閉門，繼續(xù)排出實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)氣體，排氣時間根據(jù)實(shí)驗(yàn)艙大小以及是否含有毒有害氣體來確定；

導(dǎo)出監(jiān)測數(shù)據(jù)，關(guān)閉電器開關(guān)。

本發(fā)明提供的一種用于封閉及半封閉空間霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法，建造密閉及半密閉空間霧霾環(huán)境仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，最后通過相應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法模擬霧霾環(huán)境，來研究密閉及半密閉空間霧霾災(zāi)害的形成過程、各參數(shù)作用機(jī)理并提出相關(guān)的防治方法；能夠模擬各類密閉及半密閉空間的霧霾環(huán)境，從而有利于探索密閉及半密閉空間實(shí)施各類除霧措施的可行性及確定除霧措施的技術(shù)參數(shù)，為實(shí)際除霾提供指導(dǎo)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中實(shí)驗(yàn)艙的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中組合式噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中溫控銅管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中干燥層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中粉塵過濾層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中分體式過濾干燥箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明中組合式噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種用于封閉及半封閉空間霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種用于封閉及半封閉空間霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如圖1與圖2所示的，其包括實(shí)驗(yàn)艙，實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)設(shè)置有監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，其中，實(shí)驗(yàn)艙的中部設(shè)置有電動隔斷門1，電動隔斷門1將實(shí)驗(yàn)艙分割為第一實(shí)驗(yàn)艙2與第二實(shí)驗(yàn)艙3，第一實(shí)驗(yàn)艙2的一側(cè)設(shè)置有第一過渡艙4，第一過渡艙4與第一管路5相連接，第一管路5上設(shè)置有回路式第二管路6，第一管路5與回路式第二管路6連接處設(shè)置有第一開關(guān)7，第一開關(guān)7用于控制回路式第二管路6的狀態(tài)，第一開關(guān)7是一種扇形開關(guān)，用來控制回路式第二管路6以及第一管路5，可以使這兩管路中的一個處于通路狀態(tài)，另一個處于關(guān)閉狀態(tài)，也可使回路式第二管路6與第一管路5均處于通路狀態(tài)；第一開關(guān)7上方的第一管路5上設(shè)置有第一分體式過濾干燥箱8，第一分體式過濾干燥箱8上方的第一管路5上設(shè)置有第一風(fēng)機(jī)9，第一管路5末端設(shè)置有第一調(diào)壓裝置10，第一實(shí)驗(yàn)艙2內(nèi)設(shè)置有第一霧霾發(fā)生裝置11；第二實(shí)驗(yàn)艙3的一側(cè)設(shè)置有第二過渡艙12，第二過渡艙12與第二管路13相連接，第二管路13上設(shè)置有回路式第三管路14，第二管路13與回路式第三管路14連接處設(shè)置有第二開關(guān)15，第二開關(guān)15用于控制回路式第三管路14的狀態(tài)，第二開關(guān)15是一種扇形開關(guān)，用來控制回路式第三管路14以及第二管路13，可以使這兩管路中的一個處于通路狀態(tài)，另一個處于關(guān)閉狀態(tài)，也可使回路式第三管路14與第二管路13均處于通路狀態(tài)。第二開關(guān)15上方的第二管路上13設(shè)置有第二分體式過濾干燥箱16，第二分體式過濾干燥箱16上方的第二管路13上設(shè)置有第二風(fēng)機(jī)17，第二管路13末端設(shè)置有第二調(diào)壓裝置18，第二實(shí)驗(yàn)艙3內(nèi)設(shè)置有第二霧霾發(fā)生裝置19；第一管路5末端與第二管路13末端之間設(shè)置有分壓擋風(fēng)板20。

實(shí)驗(yàn)艙為長方體中空結(jié)構(gòu)，由多塊雙層真空玻璃和不銹鋼框架組裝密封而成的，雙層真空玻璃是對雙層玻璃之間抽真空形成的結(jié)構(gòu)，不銹鋼框架為可內(nèi)嵌式“工”字型結(jié)構(gòu)，可保證雙層真空玻璃在實(shí)驗(yàn)艙正負(fù)壓條件下均不發(fā)生脫落。在組裝過程中，各塊玻璃之間采用氣凝膠絕熱氈進(jìn)行填充，以保證實(shí)驗(yàn)艙整體的保溫性能。實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)部的底層加裝了一層鋼化玻璃，提高底部的承壓能力。同時，實(shí)驗(yàn)艙底部設(shè)有常閉式排污口31，底端帶有剛性可拆卸接頭，清理的污物可直接排到下水管道。

實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)部由電動隔斷門1分成第一實(shí)驗(yàn)艙2與第二實(shí)驗(yàn)艙3。電動隔斷門1為可伸縮的雙開門“w”型結(jié)構(gòu)，可較大程度的節(jié)約實(shí)驗(yàn)艙空間，其材料同樣采用多塊雙層真空玻璃和不銹鋼框架組裝密封而成的，在雙開門對接處安裝有密封條，可保證第一實(shí)驗(yàn)艙2與第二實(shí)驗(yàn)艙3的氣密性。第二實(shí)驗(yàn)艙3設(shè)有可供一人進(jìn)出的密閉門30，方便人員進(jìn)出調(diào)試設(shè)備、清理雜物。

第一調(diào)壓裝置10與第二調(diào)壓裝置18的結(jié)構(gòu)相同，第一調(diào)壓裝置10與第二調(diào)壓裝置18之間為通風(fēng)管道內(nèi)的分壓擋風(fēng)板20。在實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)建時，雖然盡可能的確保了實(shí)驗(yàn)艙總成部分的氣密性，但是由于一些不可抗拒因素的存在，氣密性很難達(dá)到較高的精準(zhǔn)度，這就為實(shí)驗(yàn)艙的空氣調(diào)壓帶來難度。為此，第一調(diào)壓裝置10與第二調(diào)壓裝置18均帶有自反饋功能，當(dāng)實(shí)驗(yàn)艙壓力低于設(shè)定值時，充氣泵開始重啟，當(dāng)實(shí)驗(yàn)艙壓力高于設(shè)定值時，真空泵開始抽氣，且抽氣與充氣的過程為間歇性的非連續(xù)工作，即確?？諝庹{(diào)壓系統(tǒng)的本身的調(diào)壓功能，又能避免充氣及抽氣過程對實(shí)驗(yàn)的影響。而且第一風(fēng)機(jī)9、第二風(fēng)機(jī)17為對稱安裝的單向變頻風(fēng)機(jī)，兩個風(fēng)機(jī)只能單一啟動，當(dāng)?shù)谝伙L(fēng)機(jī)9啟動時，實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)風(fēng)流由第二實(shí)驗(yàn)艙3流向第一實(shí)驗(yàn)艙2，當(dāng)?shù)诙L(fēng)機(jī)17啟動時，實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)風(fēng)流由第一實(shí)驗(yàn)艙2流向第二實(shí)驗(yàn)艙3。

監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備根據(jù)布置在實(shí)驗(yàn)艙的溫度傳感器、風(fēng)壓傳感器，布置在對應(yīng)過渡艙出口的風(fēng)速傳感器，結(jié)合帶有數(shù)據(jù)監(jiān)測及控制單元的pc機(jī)對實(shí)驗(yàn)艙的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行監(jiān)測和控制。為了獲得有科研價值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)艙外配套安裝了高速攝影裝置和相位多普勒激光干涉儀，既可以直觀觀測霧霾形成與消散過程，同時可以對霧滴粒徑、霧滴尺寸分布和霧滴速度等微觀參數(shù)進(jìn)行測定。

更進(jìn)一步的，如圖1、圖3與圖8所示的，上述第一霧霾發(fā)生裝置11與第二霧霾發(fā)生裝置19的結(jié)構(gòu)相同，第一霧霾發(fā)生裝置11包括一超聲波霧化發(fā)生器、一噴粉器、一氣泵與一組合式噴嘴，超聲波霧化發(fā)生器、噴粉器、氣泵均與組合式噴嘴管21相連接，超聲波霧化發(fā)生器、噴粉器、氣泵均布置在實(shí)驗(yàn)艙1外部。如圖3所示的，上述組合式噴嘴21包括至少七個噴口；超聲波霧化發(fā)生器、噴粉器、氣泵分別與對應(yīng)的噴嘴相連通。上述第一實(shí)驗(yàn)艙2與第二實(shí)驗(yàn)艙3內(nèi)均布置有壓力傳感器22與溫度傳感器23。上述第一過渡艙4與第一管路5連接處、第二過渡艙12與第二管路13連接處均設(shè)置有風(fēng)速傳感器24。

霧霾發(fā)生裝置懸掛于實(shí)驗(yàn)艙的頂部，第一實(shí)驗(yàn)艙2與第二實(shí)驗(yàn)艙3各一套，組成與布置方式完全一致，均位于各實(shí)驗(yàn)艙的頂部中間位置。每一套霧霾發(fā)生裝置包括1臺超聲波霧化發(fā)生器、1臺噴粉器、1臺氣泵和1個組合式噴嘴21，根據(jù)組合式噴嘴21的不同，霧霾可分為預(yù)混式霧霾和非預(yù)混式霧霾。預(yù)混式霧霾特征如下：超聲波霧化發(fā)生器主機(jī)位于實(shí)驗(yàn)艙外部，通過管路連接至組合式噴嘴的單一接口，單一接口與組合式噴嘴的噴口(噴口數(shù)目可根據(jù)需要調(diào)節(jié))相通，其產(chǎn)霧量以及產(chǎn)霧粒徑均可通過超聲波霧化發(fā)生器主機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。噴粉器和氣泵同樣布置在實(shí)驗(yàn)艙外部，通過管路連接至組合式噴嘴21的單一接口，單一接口與組合式噴嘴21的噴口相通。霧滴與實(shí)驗(yàn)所需粉塵及氣體混合后通過組合式噴嘴21的噴口均勻噴出，噴霧過程中可同時或單獨(dú)進(jìn)行預(yù)混噴粉塵和噴氣。非預(yù)混式霧霾特征如下：超聲波霧化發(fā)生器(成熟產(chǎn)品)主機(jī)位于實(shí)驗(yàn)艙外部，通過管路連接至組合式噴嘴21的ⅰ號接口，ⅰ號接口與組合式噴嘴的1～6號噴口相通，其產(chǎn)霧量以及產(chǎn)霧粒徑均可通過超聲波霧化發(fā)生器主機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。噴粉器和氣泵同樣布置在實(shí)驗(yàn)艙外部，通過管路連接至組合式噴嘴21的ⅱ號接口，ⅱ號接口與組合式噴嘴21的7號噴口相通，可同時或單獨(dú)進(jìn)行噴粉塵和噴氣。

更優(yōu)選的是，上述第一過渡艙4與第二過渡艙12的結(jié)構(gòu)相同，第一過渡艙為四棱臺型，并呈20°角向外側(cè)漸縮，由多塊雙層真空玻璃和不銹鋼框架組裝密封而成的，與實(shí)驗(yàn)艙連接處為長方形接口與之配合，與通風(fēng)管道連接處為正方形形接口與之配合；過渡艙的設(shè)計(jì)可保證在實(shí)驗(yàn)過程中，風(fēng)流在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)部的均勻流動。風(fēng)管道為環(huán)形結(jié)構(gòu)，截面為正方形，由多塊雙層真空玻璃和不銹鋼框架組裝密封而成的，在彎道及連接其他部件處均可拆卸。

而且如圖1與圖4所示的，上述第一過渡艙4與第二過渡艙12的內(nèi)壁上均布置溫控銅管25，溫控銅管25分別與熱源、冷源相連通，溫控銅管25用于控制實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的溫度，安裝在對應(yīng)過渡艙中，可以較大程度的避免其對實(shí)驗(yàn)艙本身造成的影響，溫度傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)部可以更為準(zhǔn)確的控制實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的實(shí)際溫度。當(dāng)電動隔斷門1處于關(guān)閉狀態(tài)時，第一過渡艙2與第二過渡艙3艙可設(shè)定不同的溫度，其對應(yīng)的第一過渡艙4與第二過渡艙12內(nèi)的網(wǎng)狀銅管的制冷或制熱效果也不同。

更進(jìn)一步的，如圖5、圖6與圖7所示的，上述第一分體式過濾干燥箱8與第二分體式過濾干燥箱16的結(jié)構(gòu)相同，第一分體式過濾干燥箱8包括箱體，箱體下部設(shè)置有粉塵過濾層插口26，箱體上部設(shè)置有干燥層插口27，粉塵過濾層插口26內(nèi)插接有由pe聚酯制成的三維立體疏松多孔結(jié)構(gòu)層28，干燥層插口27內(nèi)插接有若干層覆膜纖維干燥劑片29，覆膜纖維干燥劑片29上均勻布置有多個透氣孔，透氣孔的孔徑為兩毫米。而且上述實(shí)驗(yàn)艙底部設(shè)置有排污口31，實(shí)驗(yàn)艙的一側(cè)設(shè)置有密閉門30。分體式過濾干燥箱為氣密性較好的箱體結(jié)構(gòu)，上面帶有干燥層插口27和粉塵過濾層插口26，靠近實(shí)驗(yàn)艙的部分為粉塵過濾層，靠近風(fēng)機(jī)的部分為干燥層，這兩部分插入式結(jié)構(gòu)，可隨時抽出或者插入，方便清潔或更換濾布或干燥劑。粉塵過濾層為三維立體疏松多孔的結(jié)構(gòu)，由靠近實(shí)驗(yàn)艙到靠近風(fēng)機(jī)方向從疏松到致密，形成梯度過濾，材料優(yōu)先選用pe聚酯，也可選用其它材料。干燥層由若干層覆膜纖維干燥劑片并排排列組成，每層覆膜纖維干燥劑片上布有雜亂分布的小孔，孔徑為2mm，此設(shè)計(jì)即可保證風(fēng)流順利通過干燥層，又可避免其沿直線通過，從而提高干燥效率。

本發(fā)明還提供了一種使用上述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其包括以下步驟：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求預(yù)制充足的所需粒徑的粉塵顆粒、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需其他氣體和液體；

關(guān)閉密閉門30及排污口31，打開分壓擋風(fēng)板20和電動隔斷門1，將第一分體式過濾干燥箱8與第二分體式過濾干燥箱16安裝好，電動隔斷門1處于半開半閉狀態(tài)。

打開監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，開始記錄數(shù)據(jù)，接通所有的電器開關(guān)進(jìn)行預(yù)熱五分鐘，設(shè)定實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)氣壓為150kpa，采用第一調(diào)壓裝置10進(jìn)行充氣，達(dá)到設(shè)定值之后，暫停充氣；

等待五分鐘，若氣壓衰減值小于50pa，則氣密性良好；若衰減值高于50pa，需重新關(guān)閉密閉門30并調(diào)整過濾干燥箱，重復(fù)上述步驟；若衰減值仍然較高，則需要進(jìn)行氣密性檢測，更換失效的密封部件，直到氣密性檢測良好為止；

判斷是否需要進(jìn)行不同霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)，如果進(jìn)行單一霧霾環(huán)境仿真實(shí)驗(yàn)，打開電動隔斷門，使第一實(shí)驗(yàn)艙2與第二實(shí)驗(yàn)艙3相通；如果進(jìn)行不同霧霾環(huán)境的相互影響的實(shí)驗(yàn)，則關(guān)閉電動隔斷門1，第一實(shí)驗(yàn)艙2與第二實(shí)驗(yàn)艙3成為獨(dú)立的空間；

判斷是否需要進(jìn)行不同壓力霧霾環(huán)境的實(shí)驗(yàn)研究，如果進(jìn)行同等壓力下霧霾仿真實(shí)驗(yàn)，打開分壓擋風(fēng)板20，僅使用第一調(diào)壓裝置10進(jìn)行調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)艙壓力；如果進(jìn)行不同壓力下霧霾環(huán)境的對沖影響等實(shí)驗(yàn)研究，則關(guān)閉分壓擋風(fēng)板20，分別控制第一調(diào)壓裝置10和第二調(diào)壓裝置18；

判斷所需風(fēng)流在第一實(shí)驗(yàn)艙2和第二實(shí)驗(yàn)艙3的流動方向，若從第一實(shí)驗(yàn)艙2流向第二實(shí)驗(yàn)艙3，則開啟第二風(fēng)機(jī)17，為了防止風(fēng)流在分體式過濾干燥箱倒流而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)艙污染從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在開啟第二風(fēng)機(jī)17之前，使第一開關(guān)7處于關(guān)閉狀態(tài)，第二開關(guān)15處于打開狀態(tài)，其具體的是，調(diào)整第一開關(guān)7使回路式第二管路6處于連通狀態(tài)，而第一管路5與第一分體式過濾干燥箱8處于關(guān)閉狀態(tài)；調(diào)節(jié)第二開關(guān)15使回路式第三管路14處于關(guān)閉狀態(tài)，第二管路13與第二分體式過濾干燥箱16處于連通狀態(tài)；若從第二實(shí)驗(yàn)艙3流向第一實(shí)驗(yàn)艙2，則開啟第一風(fēng)機(jī)9，在開啟第一風(fēng)機(jī)9之前，第一開關(guān)7處于打開狀態(tài)，第二開關(guān)15處于關(guān)閉狀態(tài)；其具體的是，調(diào)整第一開關(guān)7使回路式第二管路6處于關(guān)閉狀態(tài)，而第一管路5與第一分體式過濾干燥箱8處于連通狀態(tài)；調(diào)節(jié)第二開關(guān)15使回路式第三管路14處于連通狀態(tài)，第二管路13與第二分體式過濾干燥箱16處于關(guān)閉狀態(tài)。

選擇預(yù)混式霧霾或者非預(yù)混式霧霾發(fā)生噴嘴；調(diào)節(jié)相應(yīng)霧霾發(fā)生裝置使之達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的噴霧量、噴霧粒徑、噴粉量以及噴射其他氣體的速率。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，調(diào)整實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)溫度、壓力以及風(fēng)流參數(shù)，進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)艙不同霧霾環(huán)境相互影響實(shí)驗(yàn)時，在合適的時間節(jié)點(diǎn)，打開電動隔斷門1；

相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，打開分壓擋風(fēng)板20以及電動隔斷門1，調(diào)整第一開關(guān)7、第二開關(guān)15均處于半開半閉狀態(tài)。

接風(fēng)管從第一調(diào)壓裝置10、第二調(diào)壓裝置18的真空泵至室外，開啟真空泵，一段時間后打開密閉門30，繼續(xù)排出實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)氣體，排氣時間根據(jù)實(shí)驗(yàn)艙大小以及是否含有毒有害氣體來確定；

導(dǎo)出監(jiān)測數(shù)據(jù)，關(guān)閉電器開關(guān)。

從分體式過濾干燥箱內(nèi)抽出干燥層和粉塵過濾層，干燥層置于陽光下或者采用專用烘干設(shè)備進(jìn)行烘干，粉塵過濾層采用震動加水洗相結(jié)合的方式進(jìn)行清理后烘干備用。

實(shí)驗(yàn)員進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行雜物清理，保持密閉門30處于打開狀態(tài)，對實(shí)驗(yàn)艙進(jìn)行自然風(fēng)干或者打開溫度控制系統(tǒng)，采用過渡艙的傳熱銅管進(jìn)行烘干。關(guān)閉密閉門，檢查各電路系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，以備下次使用。

當(dāng)然，以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本發(fā)明的保護(hù)。