一種污染源細(xì)顆粒物稀釋采樣方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污染源細(xì)顆粒物稀釋采樣方法及裝置，屬于環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]從污染源排放管道(以下簡(jiǎn)稱(chēng)管道)中排放出的廢氣及細(xì)顆粒物，由于管道內(nèi)氣體的濕度、溫度比環(huán)境濕度、溫度高，排放到環(huán)境大氣后會(huì)發(fā)生許多動(dòng)力學(xué)物理化學(xué)動(dòng)態(tài)過(guò)程(成核作用、凝結(jié)作用、壓縮作用等)和化學(xué)過(guò)程，對(duì)環(huán)境空氣造成污染。為了監(jiān)測(cè)管道細(xì)顆粒物排放情況及大氣污染來(lái)源，需用污染源細(xì)顆粒物采樣器采集樣品。
[0003]已有的技術(shù)是:
采用射流技術(shù)將樣氣從管道內(nèi)取出后稀釋?zhuān)箻託鉂穸?、溫度、濃度降低后采集樣品。缺點(diǎn)是采用射流技術(shù)時(shí)，采樣流速不能等速跟蹤管道內(nèi)氣體流速變化，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)等速米樣。
[0004]采用物料平衡法設(shè)計(jì)的等速采樣器，等比例的用空氣在稀釋箱內(nèi)稀釋樣氣后，用PM2.5切割器采集混合氣中的PM2.5樣品，多于顆粒物切割器工作點(diǎn)流量以外的樣氣混合氣全部被排出稀釋箱，因此需要增加排出氣體的流量測(cè)量及控制單元和更大流量的抽氣泵。除導(dǎo)致采樣器體積、重量、成本、能耗增加外，還不能計(jì)算PM2.5顆粒物的濃度及排放量。
[0005]現(xiàn)有的采樣器在采樣過(guò)程中，均沒(méi)有濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，也不能用于同時(shí)采集PMltl、PM2.5樣品，并且需要人工更換濾膜，費(fèi)工費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種污染源細(xì)顆粒物稀釋采樣方法及裝置，利用顆粒物切割器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)切割器)除去大的氣溶膠顆粒物，將目標(biāo)顆粒物采集到濾膜上或容器中或氣路中(用自動(dòng)分析儀器時(shí))。其技術(shù)條件為根據(jù)切割器的工作點(diǎn)流量實(shí)施恒流量采樣，維持通過(guò)切割器的氣體流量不變。其技術(shù)路線是在切割器之前，設(shè)置二個(gè)氣路及一個(gè)稀釋器，其中一個(gè)氣路用于從管道內(nèi)等速抽取樣氣至稀釋器內(nèi)，其流量值為q/，q；時(shí)刻根據(jù)管道內(nèi)流速變化而變化；另一個(gè)氣路是稀釋通道，將干凈的空氣通過(guò)稀釋通道中的空壓機(jī)(或流量調(diào)節(jié)閥)將空氣注入稀釋器內(nèi)，其流量值為qx，^值等于切割器工作點(diǎn)流量值q。與q/值之差，時(shí)刻根據(jù)q/值變化而變化，即:q。= q/+qx。采樣器工作時(shí)，利用傳感器和單片機(jī)測(cè)控技術(shù)，根據(jù)管道內(nèi)的流速及變化，控制采樣泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)施等速采樣，將樣氣抽送到稀釋器內(nèi)，并根據(jù)切割器工作點(diǎn)流量q。與等速采樣流量q/之差^控制空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速或流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小將干凈空氣送入稀釋器內(nèi)將樣氣稀釋?zhuān)箻託獾臏囟?、濕度降低；利用空氣?dòng)力學(xué)原理，經(jīng)過(guò)稀釋器稀釋混合后的樣氣在經(jīng)過(guò)切割器時(shí)，大的顆粒物被除去，剩余的氣溶膠樣品進(jìn)入下段氣路中被采集，實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)樣氣等速采樣和PM1(1、PM2.5同時(shí)恒流分級(jí)采集；用單片機(jī)、位置傳感器控制電機(jī)帶動(dòng)樣品架實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更換濾膜；利用濕度傳感器可實(shí)時(shí)測(cè)量樣氣濕度；根據(jù)管道內(nèi)樣氣流速、管道直徑、采樣體積和采樣所得PM1(1、PM2.5的量計(jì)算出PM 1(|、PM2.5的排放濃度及排放量。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種污染源細(xì)顆粒物稀釋采樣方法及裝置，包括多功能采樣管、停留室、PMltl顆粒物切割器、分流器、自動(dòng)換膜裝置、PM2.5顆粒物切割器、PMltl采樣濾膜、PM 2.5采樣濾膜、流量傳感器q、三通管、電磁閥、PM 1(|采樣泵、PM 2.5采樣泵、稀釋氣通道系統(tǒng)及管路、單片機(jī)、皮托管差壓傳感器Λ P1、溫度傳感器Τ。、壓力傳感器P。、壓力傳感器Pd、顯示器、鍵盤(pán)、通訊接口 ；所述多功能采樣管、停留室、PMltl顆粒物切割器、分流器依次串聯(lián)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的多功能采樣管，由采樣嘴、采樣管、加熱裝置、稀釋器、管道溫度傳感器Ts、管道壓力傳感器Ps、濕度傳感器、溫度傳感器Tg、皮托管組成；采樣嘴、采樣管、稀釋器依次串聯(lián)；皮托管與管道壓力傳感器Ps、皮托管差壓傳感器Λ P1聯(lián)接。
[0009]進(jìn)一步所述管道溫度傳感器Ts、壓力傳感器Ps、濕度傳感器、溫度傳感器Tg、皮托管差壓傳感器Λ P1、加熱裝置均與單片機(jī)電聯(lián)接。
[0010]進(jìn)一步的，所述稀釋氣通道系統(tǒng)及管路，由過(guò)濾器、干燥器、稀釋氣流量傳感器、流量調(diào)節(jié)閥、空壓機(jī)(當(dāng)采樣泵工作時(shí)，通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度大小即可向稀釋器內(nèi)注入流量為qx值的干凈空氣時(shí)，空壓機(jī)可省去)、管路組成，并依次串聯(lián)，通過(guò)管路將空壓機(jī)出氣口與稀釋氣進(jìn)氣口聯(lián)接。
[0011]進(jìn)一步所述稀釋氣流量傳感器、流量調(diào)節(jié)閥、空壓機(jī)均與單片機(jī)電聯(lián)接。
[0012]進(jìn)一步的，所述采樣管可由內(nèi)拋光不銹鋼管或玻璃制成。采樣管一端接采樣嘴，另一端接稀釋器；采樣管外壁上安裝加熱裝置和溫度傳感器Tg;所述加熱裝置對(duì)采樣管內(nèi)樣氣進(jìn)行加熱保溫，防止管道內(nèi)高溫、高濕的樣氣在采樣管內(nèi)壁上降溫冷凝，使樣氣的形態(tài)和成分發(fā)生變化。
[0013]進(jìn)一步的，所述稀釋器由樣氣進(jìn)氣口、稀釋氣進(jìn)氣口、出氣口及外殼組成；樣氣進(jìn)氣口一端與采樣管接成一體，另一端伸入稀釋器內(nèi)部；稀釋氣進(jìn)氣口安裝在外殼上，與稀釋器內(nèi)部相通；出氣口安裝在端蓋上，一端與稀釋器內(nèi)部相通，另一端接停留室。
[0014]進(jìn)一步的，所述停留室由樣氣混合氣進(jìn)氣口、樣氣混合氣出氣口及外殼組成；混合氣進(jìn)氣口與稀釋器出氣口相接，混合氣出氣口接顆粒物切割器。
[0015]進(jìn)一步的，所述PMltl顆粒物切割器入口處安裝有溫度傳感器Tc、壓力傳感器P c，所述PM2.5顆粒物切割器入口處安裝有壓力傳感器P d;所述溫度傳感器T。、壓力傳感器P。、壓力傳感器Pd均與單片機(jī)電聯(lián)接。
[0016]進(jìn)一步的，所述分流器是一個(gè)封閉的圓柱形腔體，一根分流器進(jìn)氣管從分流器上端面中心位置伸入分流器內(nèi)部，分流器出氣管從分流器的下端面伸入分流器內(nèi)部，且沿中心在同一圓周上均勻分布，所述分流器出氣管數(shù)目一般為2-100根；分流器進(jìn)氣管與顆粒物切割器的出口相接，分流器出氣管串接PMltl采樣濾膜，也可以接PM2.5顆粒物切割器的進(jìn)氣管。
[0017]進(jìn)一步的，所述PM2.5顆粒物切割器的進(jìn)氣管也可以從側(cè)面伸入分流器內(nèi)部，PM2.5顆粒物切割器后串接PM2.5采樣濾膜。
[0018]進(jìn)一步的，PMltl采樣濾膜、PM 2.5采樣濾膜出口分別依次串接流量傳感器q、電磁閥和米樣栗。
[0019]進(jìn)一步的，所述顯示器、鍵盤(pán)、通訊接口均與單片機(jī)電聯(lián)接。
[0020]進(jìn)一步的，所述流量傳感器q、電磁閥、抽氣泵均與單片機(jī)電聯(lián)接。
[0021]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)換膜裝置，包括進(jìn)氣口、上密封盤(pán)、濾膜、濾膜夾、平臺(tái)、密封圈、樣品架、下密封盤(pán)、出氣口、電機(jī)53、導(dǎo)向桿、固定板54、螺母51、位置傳感器57、位置傳感器58、電機(jī)60、固定板61、螺母44、導(dǎo)軌支承架、位置傳感器50、位置傳感器59等部分組成；所述電機(jī)53、電機(jī)60、位置傳感器57、位置傳感器58、位置傳感器50、位置傳感器59均與單片機(jī)電聯(lián)接。
[0022]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)換膜裝置，進(jìn)氣口安裝在上密封盤(pán)上，濾膜安裝在濾膜夾中，濾膜夾放置在平臺(tái)上端的凹槽內(nèi)，通過(guò)平臺(tái)上密封圈與平臺(tái)密封，平臺(tái)放置在樣品架上的孔內(nèi)，電機(jī)53和導(dǎo)向桿安裝在固定板54上，螺母51安裝在樣品架上。電機(jī)53軸上帶有螺桿，與螺母51配合傳動(dòng)；電機(jī)60和導(dǎo)軌安裝在固定板61上，螺母44安裝在導(dǎo)軌支承架上，電機(jī)60軸上帶有螺桿，與螺母44配合傳動(dòng)。出氣口安裝在下密封盤(pán)上。
[0023]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)換膜裝置，從裝置內(nèi)取出濾膜時(shí)，在單片機(jī)的控制下，電機(jī)53帶動(dòng)下密封盤(pán)向下移動(dòng)至位置傳感器57時(shí)，電機(jī)53停止工作，使下密封盤(pán)與平臺(tái)脫離密封狀態(tài)，濾膜夾與上密封盤(pán)脫離密封狀態(tài)；然后，單片機(jī)自動(dòng)控制電機(jī)60工作，帶動(dòng)樣品架向裝置外移動(dòng)至位置傳感器50時(shí)，電機(jī)60停止工作，濾膜被送出裝置外。向裝置內(nèi)送入濾膜時(shí)，單片機(jī)控制電機(jī)工作，帶動(dòng)樣品架向裝置內(nèi)移動(dòng)，至位置傳感器59時(shí)