[发明专利]气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法及其装置

权利要求书

1.一种气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法，其特征在于检测步骤如下：

步骤一，形成一个含气溶胶粒子的气流；

步骤二，让上述气流通过至少一个管形电晕区，使气流中至少有部分待测气溶胶粒子在电晕区带上负电荷；

步骤三，在现场实际测量前，先预先测得电晕区的长度L，管径H和气流速度v₀，查出或测出粒子的密度d，用具有确定直径D的气溶胶粒子气流进行标定实验，确定该直径粒子在电晕场中的运动时间内，能够从进口附近某处，刚好到达出口管壁处所需的电晕场电压P，然后改变气流速度，重新测出在该气流速度V₀下的对应该直径粒子所需的电晕场电压P，再改变粒子直径D重新进行测量，得到气流速度，粒子直径和电晕场电压三者的经验公式：

当气流速度为一定值V₀，电晕场电压增大到P_N时，Y_N= 2 ^2N-2 k D²(2 ^2N-2-2 ^1-N)n_N

式中：N是粒子按直径划分的档次数；

Y₁，Y₂，Y₃，…..Y_N  为粒子在电荷收集网上放电的电量

n₁,n₂,……n_N  为由小到大各尺寸档的粒子数；

D为粒子直径；

k是Y_N与第N档次粒子浓度之间的比例系数；

将上述公式存入计算机，作为以后实测时候选用的参数；

步骤四，进行实际测量，先测量气流速度，在气流速度较平稳的情况下，按此流速根据上述实验参数选定一组电晕场电压P_1、 到P_N；从最低电压P₁开始，测量出Y₁，然后增加电压到P₂，测出Y₂，逐次增加，直到电压P_N，得到Y_N；同时根据步骤三中的公式，求解Y₁ 到Y_N 的N个方程后得到n₁,n₂,……n_N之间的比例关系，即各尺寸档粒子的数量比；

步骤五，用本发明的方法与国家标准规定的非现场检测方法同时检测同一种气溶胶粒子的浓度值，经本发明的方法测出Y_N ，并由国家标准规定的非现场检测方法得到第N档次粒子浓度值；经比较找到Y_N与第N档次粒子浓度值之间的对应关系，即比例系数k 的值；

步骤六，最后根据公式Y_N= 2 ^2N-2 k D²(2 ^2N-2-2 ^1-N)n_N，已知Y_N、  k、D，求出各尺寸档的粒子数n；

步骤七，已知不同种类粒子的密度或比重d，将各尺寸档的粒子数n分别乘上各档粒子的单个质量再求和，得到气流中总的粒子浓度值。

2.根据权利要求1所述的气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法，其特征在于：所述步骤一，气溶胶粒子包括烹饪油烟雾，矿物油烟雾，工业生产产生的烟尘和烟雾，大气中的沙尘，飘尘及可吸入颗粒物。

3.根据权利要求1所述的气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法，其特征在于：所述步骤一，形成一个含气溶胶粒子的气流的方法包括：对于静态或基本不流动的空气，采用抽气泵抽取含气溶胶粒子的空气，形成所需气流，对于原本有一定流速的管道内或管道外气流，不用气泵，直接让原气流进入电晕场，实现绝对的等速采样，对于管道内气流速度过小的情况，仍需采用抽气泵抽取，形成达到一定流速的气流。

4.根据权利要求1所述的气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法，其特征在于： 所述步骤二中的管形电晕区由管状探头形成，管状探头的外壳内有一个接正高压的金属管（2）作为阳极和一个接负高压的金属丝（1）作为阴极，在两电极之间形成至少一个电晕场，电晕场气流出口附近有一个垂直于气流方向设置的电荷收集网（3）。