本實(shí)用新型涉及燃料燃燒控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃燒碳煙顆粒取樣裝置。

背景技術(shù)：

燃料不完全燃燒產(chǎn)生的碳煙顆粒是城市霧霾天氣的罪魁之一，其粒徑小、比表面積大，容易吸附有毒有害物質(zhì)，因此必須深入研究碳煙顆粒的形成。

碳煙顆粒表面含有多種官能團(tuán)，隨著最高火焰溫度、取樣高度和顆粒粒徑等參數(shù)的變化而發(fā)生變化，此外含氧官能團(tuán)對(duì)碳煙的氧化活性也有一定的影響，碳煙顆粒的納觀結(jié)構(gòu)以及形貌特性對(duì)其氧化活性也有很大影響，目前對(duì)碳煙顆粒進(jìn)行取樣，研究其微觀形貌不夠全面深入，還不能完全指導(dǎo)碳煙的排放。

現(xiàn)有技術(shù)中碳煙顆粒取樣基本上采用火焰實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬燃燒工況獲得碳煙顆粒的樣品，這些方法需要較高的成本或復(fù)雜的后處理技術(shù)，限制了在碳煙顆粒物取樣方面的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型就是提供一種燃燒碳煙顆粒取樣裝置，包括控制系統(tǒng)、恒溫水箱、氣源、石英玻璃罩、位移臺(tái)，控制系統(tǒng)與氣源出口管道連接，石英玻璃罩里設(shè)燃燒器，石英玻璃罩與恒溫水箱、位移臺(tái)連接，石英玻璃罩通過(guò)流量計(jì)與氣源相連接，其特征在于，還包括直線電缸、毛細(xì)管，直線電缸設(shè)熱電偶與石英玻璃罩連接，直線電缸通過(guò)電缸控制器與控制系統(tǒng)連接，毛細(xì)管穿過(guò)石英玻璃罩，在穿過(guò)處跨接差壓計(jì)；毛細(xì)管設(shè)有小孔，小孔對(duì)準(zhǔn)燃燒器火焰中心線；毛細(xì)管一端與氮?dú)庠催B接，另一端通過(guò)夾有濾紙的固定裝置后與真空泵連接。

作為一種優(yōu)選的，所述流量計(jì)為質(zhì)量流量計(jì)。

作為一種優(yōu)選的，所述熱電偶為B型鉑銠熱電偶。

作為一種優(yōu)選的，所述位移臺(tái)為光學(xué)位移臺(tái)。

作為一種優(yōu)選的，所述毛細(xì)管為不銹鋼材料。

更進(jìn)一步的，所述毛細(xì)管外徑為2.5mm，小孔直徑為0.105mm。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以很好地控制稀釋比、迅速淬滅碳煙反應(yīng)，樣品純凈無(wú)污染，操作簡(jiǎn)單成本較低。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1是一種燃燒碳煙顆粒取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的數(shù)字分別表示：1、控制系統(tǒng)；2、恒溫水箱；3、位移臺(tái)；4、流量計(jì)；5、燃燒器； 6、石英玻璃罩；7、電缸控制器；8、毛細(xì)管；9、熱電偶；10、直線電缸；11、壓差計(jì)；12、小孔；13、固定裝置；14、濾紙；15、真空泵；16、氣源。

具體實(shí)施方式

附圖1中給出了本實(shí)用新型的首選實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固設(shè)于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及／或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

一種燃燒碳煙顆粒取樣裝置，包括控制系統(tǒng)1、恒溫水箱2、氣源16、石英玻璃罩6，控制系統(tǒng)1與氣源16出口管道連接，石英玻璃罩6內(nèi)設(shè)燃燒器5，石英玻璃罩6與恒溫水箱2、位移臺(tái)3連接，石英玻璃罩6通過(guò)流量計(jì)4與氣源16相連接，

其特征在于，還包括直線電缸10、毛細(xì)管8，所述直線電缸10設(shè)熱電偶9與所述石英玻璃罩6連接，所述直線電缸10通過(guò)電缸控制器7與所述控制系統(tǒng)1連接，毛細(xì)管8穿過(guò)石英玻璃罩6，在穿過(guò)處跨接差壓計(jì)11；

熱電偶9采用B型鉑銠熱電偶，火焰不同高度處的溫度用B型鉑銠熱電偶測(cè)量，結(jié)合溫度儀表，實(shí)時(shí)地顯示和記錄被測(cè)量位置處的火焰溫度，熱電偶絲直徑為0.3mm，焊點(diǎn)直徑約為0.5mm，通過(guò)直線電缸10進(jìn)給裝置控制熱電偶9的快速插入、離開(kāi)火焰，降低熱電偶9在火焰中的曝光時(shí)間，減少碳煙積聚，以保證溫度測(cè)量結(jié)果真實(shí)、可靠，且誤差不超過(guò)±30K。同時(shí)每完成一次測(cè)量，熱電偶9都放置于富氧火焰中燒來(lái)去除其表面積聚的碳煙。

毛細(xì)管8為不銹鋼材料，中間設(shè)有小孔12，小孔12對(duì)準(zhǔn)燃燒器5火焰中心線，燃燒器出口溫度由恒溫水箱進(jìn)行冷卻控制，恒定在25℃；

位移臺(tái)3為光學(xué)位移臺(tái)，用來(lái)調(diào)節(jié)燃燒器的垂直高度（定位精度為±0.02mm），實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰不同高度處碳煙顆粒的取樣。

毛細(xì)管8一端與氮?dú)庠催B接，另一端通過(guò)夾有濾紙14的固定裝置13后與真空泵15連接。

流量計(jì)4為質(zhì)量流量計(jì)，通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行流量控制，進(jìn)行取樣時(shí)，開(kāi)啟起氣源16，控制燃空當(dāng)量比2.4，C2H4流量0.33L/min，O2流量0.42L/min，Ar流量1.61L/min，冷氣流量2.36L/min，通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)入燃燒器并點(diǎn)啟火焰。

將帶小孔12的不銹鋼毛細(xì)管8插入火焰中，不銹鋼毛細(xì)管8的小孔12對(duì)準(zhǔn)火焰中心線，并采用鉑銠熱電偶9測(cè)量火焰溫度，火焰溫度控制在1678K左右，同時(shí)通過(guò)光學(xué)位移臺(tái)3的上下調(diào)整，以測(cè)量火焰不同高度位置的溫度。

不銹鋼毛細(xì)管8的下游與真空泵15連接，在真空泵15的抽負(fù)壓作用下，使火焰中生成的氣固兩項(xiàng)燃燒產(chǎn)物經(jīng)小孔12吸入取樣系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)夾有濾紙14的固定裝置13的阻擋，將其中的碳煙顆粒捕集在濾紙14上。

為了終止燃燒產(chǎn)物的繼續(xù)反應(yīng)及避免碳煙顆粒的聚集，在不銹鋼毛細(xì)管8的上游通過(guò)一定量的氮?dú)猓詫?duì)毛細(xì)管8的燃燒產(chǎn)物進(jìn)行稀釋，取樣毛細(xì)管8外徑為2.5mm，小孔12直徑為0.105mm，較小的小孔12可以很好地達(dá)到控制稀釋比的目的，較迅速地淬滅碳煙的物化反應(yīng)，防止對(duì)碳煙顆粒樣品造成污染。

濾紙14上取得的碳煙顆粒轉(zhuǎn)移烘干并密封保存以備后續(xù)分析所用。

最后應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本實(shí)用新型較有代表性的例子。顯然本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。