1.一種粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其包括粉塵添加模塊、標(biāo)定濃度塊制造模塊、粉塵濃度標(biāo)定測量模塊和標(biāo)定數(shù)據(jù)處理模塊,其中,所述粉塵添加模塊與所述標(biāo)定濃度塊制造模塊相連接,所述粉塵添加模塊包括位于上端的粉塵儲(chǔ)存?zhèn)}(1)和粉塵輸送管道(2),所述粉塵儲(chǔ)存?zhèn)}(1)的下部與所述粉塵輸送管道(2)相連接,在所述粉塵輸送管道(2)上設(shè)有電磁閥(3),所述標(biāo)定數(shù)據(jù)處理模塊包括計(jì)算機(jī)(18),所述標(biāo)定濃度塊制造模塊位于所述粉塵添加模塊的下方,其包括位于下端的扇形稱重儀和標(biāo)定透明器(17),所述的粉塵濃度標(biāo)定測量模塊位于標(biāo)定透明器(17)的兩側(cè),包括線激光器(12)、光電探測器(13)、菲尼爾棱鏡(14)、滑塊(9)、步進(jìn)電機(jī)(10)和升降臺(tái)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于,所述扇形稱重儀包括稱重盤(5)、計(jì)重傳感器(6)和撥塵片(8),所述計(jì)重傳感器(6)布置在所述稱重盤(5)的底部并與所述標(biāo)定數(shù)據(jù)處理模塊相連接,所述撥塵片(8)置于所述稱重盤(5)的上表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于,在所述稱重盤(5)下方還設(shè)有電機(jī)(7),所述電機(jī)(7)的輸出軸與扇葉支撐軸(4)連接,所述扇葉支撐軸(4)與所述撥塵片(8)相連接,所述標(biāo)定數(shù)據(jù)處理模塊通過控制所述電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速,從而通過所述扇葉支撐軸(4)驅(qū)動(dòng)所述撥塵片(8)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于,所述標(biāo)定透明器(17)位于所述扇形稱重儀的下方,所述標(biāo)定透明器(17)內(nèi)含一定量的水,在所述標(biāo)定透明器(17)的上部設(shè)有進(jìn)塵口(15),所述進(jìn)塵口(15)與所述稱重盤(5)的出口相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于,在所述標(biāo)定透明器(17)上還設(shè)有超聲攪拌儀(16),所述超聲攪拌儀(16)與所述標(biāo)定數(shù)據(jù)處理模塊相連接,所述標(biāo)定數(shù)據(jù)處理模塊能夠控制所述超聲攪拌儀(16)在粉塵顆粒進(jìn)入所述標(biāo)定透明器(17)后與水之間進(jìn)行短時(shí)間的均勻攪拌操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于,所述粉塵濃度標(biāo)定測量模塊包括光源發(fā)射模塊和光電接收模塊,其中,所述光源發(fā)射模塊位于所述標(biāo)定透明器(17)的一側(cè),所述光電接收模塊位于所述標(biāo)定濃度塊制造模塊的另一側(cè)并與所述光源發(fā)射模塊相對,所述光源發(fā)射模塊和所述光電接收模塊均包括滑臺(tái)(9),在所述滑臺(tái)(9)上設(shè)置有升降臺(tái)(11),所述滑臺(tái)(9)的頂部安裝有步進(jìn)電機(jī)(10),其中,在所述光源發(fā)射模塊中,在所述滑臺(tái)(9)的所述升降臺(tái)(11)上固定有線激光器(12),在所述步進(jìn)電機(jī)(10)的作用下線激光器(12)隨著升降臺(tái)(11)上下移動(dòng),在所述光電接收模塊中,在所述滑臺(tái)(9)的所述升降臺(tái)(11)上固定有光電探測器(13)和菲涅爾透鏡(14),在所述步進(jìn)電機(jī)(10)的作用下所述光電探測器(13)和所述菲涅爾透鏡(14)隨著所述升降臺(tái)(11)上下移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于,所述菲涅爾透鏡(14)位于所述標(biāo)定濃度塊制造模塊和所述光電探測器(13)之間,所述光電探測器(13)位于菲涅爾透鏡(13)的焦點(diǎn)處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于,所述粉塵濃度標(biāo)定測量模塊的所述線激光器(12)和所述光電探測器(13)光學(xué)對準(zhǔn),在所述計(jì)算機(jī)(18)的控制下同步升降。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于,所述扇形稱重儀的稱重盤(5)的外表面采用聚四氟乙烯涂層。
10.一種粉塵濃度標(biāo)定方法,其采用粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng)對粉塵顆粒濃度進(jìn)行標(biāo)定,包括以下步驟:
(1)將粉塵濃度標(biāo)定系統(tǒng)放置于平坦光滑的平臺(tái)上,調(diào)節(jié)使稱重盤的平面水平,使光源發(fā)射模塊和光電接收模塊放置于同一水平面,光電探測器置于菲涅爾透鏡焦點(diǎn)處,通過計(jì)算機(jī)控制將線激光器與光電探測器進(jìn)行校準(zhǔn)。
(2)開啟標(biāo)定數(shù)據(jù)處理模塊并打開光源發(fā)射模塊及光電探測模塊,待各部件處于穩(wěn)定狀態(tài)后開始工作;
(3)在無粉塵環(huán)境下進(jìn)行測量和標(biāo)定,線激光器發(fā)出的光入射進(jìn)無粉塵的濃度標(biāo)定塊的標(biāo)定透明器中,經(jīng)菲涅爾透鏡將透射出的光在光電探測裝置上匯聚為一點(diǎn),利用信號(hào)處理放大電路,將所獲取的電信號(hào)傳入計(jì)算機(jī)。在粉塵濃度為0時(shí),將電信號(hào)的值記為V0;
(4)計(jì)算機(jī)控制電磁閥,使粉塵顆粒在粉塵儲(chǔ)存?zhèn)}中經(jīng)粉塵輸送管道輸送至扇形稱重儀上,當(dāng)計(jì)重傳感器上的數(shù)值達(dá)到某一預(yù)先設(shè)定的值m時(shí),計(jì)算機(jī)控制電磁閥關(guān)閉,質(zhì)量為m的粉塵顆粒布置在稱重盤上,計(jì)算機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),使撥塵片將扇形稱重儀上質(zhì)量為m的粉塵顆粒從進(jìn)塵口加入到標(biāo)定濃度塊制造模塊中;
(5)計(jì)重傳感器把剩余的粉塵顆粒進(jìn)行稱重,然后傳輸給計(jì)算機(jī),若稱得質(zhì)量不為0,將其記為m1,則添加至標(biāo)定濃度塊制造模塊中的粉塵顆粒質(zhì)量為m-m1;若稱得重量為0,說明添加至標(biāo)定濃度塊制造模塊的粉塵質(zhì)量為m-m1,其中m1為0;
(6)利用計(jì)算機(jī)控制超聲攪拌儀攪拌待測量的含塵液體,攪拌均勻后停止;在標(biāo)定透明器一側(cè)自下而上依次選取間距相等的N個(gè)測試點(diǎn),通過計(jì)算機(jī)控制線激光器在預(yù)定的N個(gè)測試點(diǎn)分別測量。檢測入射光經(jīng)過標(biāo)定濃度塊制造模塊后的透射光電信號(hào)幅值,并將其傳輸給計(jì)算機(jī)計(jì)算其平均值,記為V1。記錄在粉塵質(zhì)量為m-m1時(shí),所獲取的光信號(hào)為V1;
(7)建立粉塵濃度與電壓值的關(guān)系,包括粉塵標(biāo)定濃度塊的體積為一恒定的值v,在添加了質(zhì)量為m-m1的粉塵后,粉塵濃度標(biāo)定塊的濃度為所對應(yīng)的光信號(hào)衰減量為V0-V1;
(8)重復(fù)步驟4及步驟6.記錄在粉塵質(zhì)量為m-m1+m-m2,即2m-m1-m2時(shí),所對應(yīng)的光信號(hào)平均值為V2,建立粉塵濃度與電壓值的關(guān)系,在粉塵濃度標(biāo)定塊濃度為時(shí),所對應(yīng)的光衰減量為V0-V2;
(9)重復(fù)以上步驟,獲取粉塵濃度與電信號(hào)之間的對應(yīng)關(guān)系,通過計(jì)算機(jī)建立表格,形成粉塵濃度標(biāo)定數(shù)據(jù)表,完成標(biāo)定工作。