一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，特別是涉及柴油機排氣中不同粒徑顆粒物的吸濕特性的實驗裝置。
【背景技術】
[0002]2016年I月I日起，中國將正式施行新的《中華人民共和國大氣污染防治法》，重點對顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機物、氨等大氣污染物和溫室氣體實施協(xié)同控制。同時，《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第五階段)》增加了顆粒物數(shù)量(particle numbers，PN)的限值，未來柴油機顆粒物排放控制面臨“質量”與“數(shù)量”的雙重考驗。目前柴油機顆粒物排放控制主要采用顆粒捕集器(DPF)和氧化催化轉化器(DOC)的技術路線，但是，該技術方案會導致柴油機的經(jīng)濟性下降。
[0003]由于顆粒物在不同大氣環(huán)境條件下具有吸濕沉降的特性，系統(tǒng)研究柴油機不同粒徑的顆粒物在濕度、溫度、壓力等大氣環(huán)境條件下的吸濕特性，有助于評價柴油機排放顆粒物對人體和環(huán)境的真實影響，從而提出新的柴油機顆粒物控制方法。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述研究需要，本實用新型的目的是提供一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，實現(xiàn)在不同溫度、不同濕度、不同壓力等環(huán)境條件下，系統(tǒng)研究不同粒徑顆粒物的吸濕特性。
[0005]本實用新型的技術方案是這樣的:一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，包括依次連接的柴油機、顆粒過濾器、顆粒粒徑分析儀、錐形反應器和濾紙式采樣管，所述柴油機的排氣依次經(jīng)過顆粒過濾器和顆粒粒徑分析儀從所述錐形反應器的側壁進入其內(nèi)部，所述顆粒過濾器過濾所述柴油機的排氣使目標顆粒物通過，所述顆粒粒徑分析儀與錐形反應器之間設流量控制閥，所述濾紙式采樣管設置在錐形反應器的錐底，濾紙式采樣管暴露于錐形反應器外部的部分設置于恒溫水浴箱內(nèi)，所述濾紙式采樣管的尾端連接采樣栗。
[0006]進一步的，所述濾紙式采樣管包括管狀外殼，所述管狀外殼內(nèi)設有由濾紙構建的圓柱空腔，所述圓柱空腔用于采集目標顆粒物。
[0007]進一步的，所述柴油機和顆粒過濾器之間設有稀釋裝置和干燥器，所述稀釋裝置采用質量流量混合法，可以配置10一8?10一2濃度的標準氣體，所述干燥器用于吸收柴油機排氣中的水蒸氣。
[0008]優(yōu)選的，所述顆粒粒徑分析儀和流量控制閥之間設置單向閥和儲氣瓶，所述儲氣瓶用于存儲柴油機排氣。
[0009]優(yōu)選的，所述顆粒過濾器包括管狀殼體，所述管狀殼體內(nèi)設置至少兩層過濾片，所述過濾片包括依次疊紙的三層過濾紙，位于中間層的過濾紙孔徑小于上下兩層過濾紙孔徑。
[0010]優(yōu)選的，所述的錐形反應器側壁設有濕敏傳感器、加濕器、壓力傳感器、泄壓閥、真空包和真空栗，可以對錐形反應器內(nèi)的濕度、壓力等測試條件進行調整。
[0011]進一步的，所述的恒溫水浴箱內(nèi)安裝溫度傳感器和電熱絲，可以實現(xiàn)在不同溫度條件下完成采樣過程。
[0012]本實用新型所提供的技術方案的優(yōu)點在于，該裝置可以實現(xiàn)在不同溫度、不同濕度、不同壓力等環(huán)境條件下，系統(tǒng)研究不同粒徑顆粒物的吸濕特性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結構不意圖。
[0014]圖2為顆粒過濾器結構示意圖。
[0015]圖3為過濾片結構示意圖。
[0016]圖4為濾紙式采樣管的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本實用新型作進一步說明，但不作為對本實用新型的限定。
[0018]請參見圖1，本實用新型所涉及的一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，包括依次連接的柴油機1、稀釋裝置2、干燥器3、顆粒過濾器4、顆粒粒徑分析儀5、單向閥6、儲氣瓶7、流量控制閥8、錐形反應器和濾紙式采樣管15。稀釋裝置2選用中國計量技術開發(fā)總公司的MF-4C便攜式標準氣體稀釋裝置。該裝置采用質量流量混合法，可以配置10—8?10—2濃度的標準氣體，并自動修正流量體積。該裝置可以通過氣體稀釋，調節(jié)發(fā)動機排氣溫度。干燥器3內(nèi)有生石灰成分，吸收柴油機排氣中的水蒸氣。結合圖2和圖3，顆粒過濾器4包括管狀殼體41，管狀殼體41內(nèi)設置至少兩層過濾片42，過濾片42包括依次疊紙的三層過濾紙，位于中間層的過濾紙42a孔徑小于上下兩層過濾紙42b孔徑，通過更換不同孔徑的中間層的過濾紙42a，使待測目標顆粒物(如:PM 2.5)能夠經(jīng)過顆粒過濾器4，進入后續(xù)測試流程。顆粒粒徑分析儀5選用英國馬爾公司的Mastersizer3000粒徑分析儀，測量范圍:0.01?3500μηι。在錐形反應器的側壁設有濕敏傳感器9、加濕器13、壓力傳感器10、泄壓閥12、真空包11和真空栗17，可以對錐形反應器內(nèi)的濕度、壓力等測試條件進行調整。錐形反應器的底部設置濾紙式采樣管15，濾紙式采樣管15暴露于錐形反應器外部的部分設置于恒溫水浴箱16內(nèi)。恒溫水浴箱16內(nèi)安裝溫度傳感器19和電熱絲20，可以實現(xiàn)在不同溫度條件下完成采樣過程。結合圖4，濾紙式采樣管15包括管狀外殼15a，管狀外殼15a內(nèi)設有由濾紙構建的圓柱空腔15b，圓柱空腔15b用于采集目標顆粒物，其頂部濾紙主要起到對比作用，側面和底部濾紙實現(xiàn)最大程度地采集顆粒物樣品，濾紙式采樣管15直徑小于3cm，排氣中的微粒能在濾紙式采樣管15中快速沉降。濾紙式采樣管15的尾端連接采樣栗18。
[0019]【具體實施方式】為:測試開始后，啟動柴油機I，排氣經(jīng)過稀釋裝置2，并按照不同濃度進行稀釋，稀釋后的氣體經(jīng)過干燥器3，去除排氣中的水蒸氣，然后進入顆粒過濾器4跟換不同孔徑的濾紙，在進入顆粒粒徑分析儀5進行檢驗，使得待測的目標顆粒物(如:PM2.5、PMlO等)通過單向閥6進入儲氣瓶7。打開流量控制閥8，使得待測氣體進入錐形反應器，通過加濕器13、恒溫水浴箱16等控制反應器內(nèi)的溫度、濕度等環(huán)境條件，打開濾紙式采樣管15試管蓋，啟動采樣栗18，使待測氣體進入濾紙式采樣管15，待濕度、溫度、壓力等環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定后，關閉電控閥門，采樣栗，蓋上試管蓋。靜置一定時間后，打開濾紙式采樣管15試管蓋，取得濾紙式采樣試管15內(nèi)濾紙上的目標顆粒物。同時，打開真空栗17，將廢氣從錐形反應裝置中排出，完成一次測量過程。
【主權項】
1.一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:包括依次連接的柴油機(I)、顆粒過濾器(4)、顆粒粒徑分析儀(5)、錐形反應器和濾紙式采樣管(15)，所述柴油機(I)的排氣依次經(jīng)過顆粒過濾器(4)和顆粒粒徑分析儀(5)從所述錐形反應器的側壁進入其內(nèi)部，所述顆粒過濾器(4)過濾所述柴油機(I)的排氣使目標顆粒物通過，所述顆粒粒徑分析儀(5)與錐形反應器之間設流量控制閥(8)，所述濾紙式采樣管(15)設置在錐形反應器的錐底，濾紙式采樣管(15)暴露于錐形反應器外部的部分設置于恒溫水浴箱(16)內(nèi)，所述濾紙式采樣管(15)的尾端連接采樣栗(18)。2.根據(jù)權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述濾紙式采樣管(15)包括管狀外殼(15a)，所述管狀外殼(16a)內(nèi)設有由濾紙構建的圓柱空腔(15b)，所述圓柱空腔(15b)用于采集目標顆粒物。3.根據(jù)權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述柴油機(I)和顆粒過濾器(4)之間設有稀釋裝置(2)和干燥器(3)。4.根據(jù)權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述顆粒粒徑分析儀(5)和流量控制閥(8)之間設置單向閥(6)和儲氣瓶(7)，所述儲氣瓶(7)用于存儲柴油機⑴排氣。5.根據(jù)權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述顆粒過濾器(4)包括管狀殼體(41)，所述管狀殼體(41)內(nèi)設置至少兩層過濾片(42)，所述過濾片(42)包括依次疊紙的三層過濾紙，位于中間層的過濾紙(42a)孔徑小于上下兩層過濾紙(42b)孔徑。6.根據(jù)權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述的錐形反應器側壁設有濕敏傳感器(9)、加濕器(13)、壓力傳感器(10)、泄壓閥(12)、真空包(11)和真空栗(17)。7.根據(jù)權利要求1所述的顆粒物吸濕特性的實驗裝置，其特征在于:所述的恒溫水浴箱(16)內(nèi)安裝溫度傳感器(19)和電熱絲(20)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種顆粒物吸濕特性的實驗裝置，包括依次連接的柴油機、顆粒過濾器、顆粒粒徑分析儀、錐形反應器和濾紙式采樣管，所述柴油機的排氣依次經(jīng)過顆粒過濾器和顆粒粒徑分析儀從所述錐形反應器的側壁進入其內(nèi)部，所述顆粒過濾器過濾所述柴油機的排氣使目標顆粒物通過，所述顆粒粒徑分析儀與錐形反應器之間設流量控制閥，所述濾紙式采樣管設置在錐形反應器的錐底，濾紙式采樣管暴露于錐形反應器外部的部分設置于恒溫水浴箱內(nèi)，所述濾紙式采樣管的尾端連接采樣泵。該裝置可以實現(xiàn)在不同溫度、不同濕度、不同壓力等環(huán)境條件下，系統(tǒng)研究不同粒徑顆粒物的吸濕特性。
【IPC分類】G01N15/00
【公開號】CN205352898
【申請?zhí)枴緾N201521031046
【發(fā)明人】許廣舉, 王潤, 呂品潔, 劉有華
【申請人】常熟理工學院
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月14日