[发明专利]一种颗粒物连续监测装置及方法有效

专利信息
申请号: 201410403117.4 申请日: 2014-08-15
公开(公告)号: CN104132863B 公开(公告)日: 2017-10-31
发明(设计)人: 李虹杰;范新峰;李金平;李恺骅 申请(专利权)人: 武汉市天虹仪表有限责任公司
主分类号: G01N5/00 分类号: G01N5/00;G01N15/06
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 430223 湖北省武汉*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 颗粒 连续 监测 装置 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种细粒子监测仪,属于环境监测领域,具体涉及一种微量振荡天平法与光散射法融合的颗粒物连续监测装置。

背景技术

目前基于微量振荡天平法的大气颗粒物自动监测仪在全国的应用非常普遍,产品主要是美国ThermoScientific公司的1405F型仪器。该仪器基于微量振荡天平法,增加了FDMS装置。该装置使用分时交替测量基础浓度与参考浓度,再将两者相减得到最终浓度。使用该装置能较好地减小挥发性物质和半挥发性物质对测量浓度的影响,但在使用过程中由于分时交替测量基础浓度与参考浓度产生了测量不连续和稳定时间过长的新问题。

由于微量振荡天平法是通过振动的频率信号来检测质量的,而监测站点里有抽气泵的振动、工作人员的活动以及地面不稳固等因素,产生的不规则振动应力直接干扰仪器,经常出现异常的浓度数值。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的分时交替测量基础浓度与参考浓度所产生的测量不能连续的问题和仪器运行过程存在的不规则振动应力对仪器造成干扰而导致异常浓度数据的问题,提供了一种颗粒物连续监测装置及方法,该装置和方法不仅实现了挥发性浓度的测量功能,而且还解决了挥发性浓度测量过程中数据不能连续的问题,降低了环境干扰对浓度测量数据的影响,提高了仪器测量数据的准确性和可靠性,扩展了仪器运行的环境适应性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:

一种颗粒物连续监测装置,包括:采样入口、颗粒物切割器、干燥器、光散射模块、三通阀、微量振荡天平法质量检测模块、流量控制模块,其中:所述采样入口、颗粒物切割器、干燥器依次串联;所述三通阀的第一端口与光散射模块相通,第二端口与微量振荡天平法质量检测模块的进气端相连,第三端口通过恒温过滤器与第二端口相连;

所述干燥器分内外两层,内层设有采样气流通道,外层设有干燥气流通道,所述采样气流通道与所述颗粒物切割器的气流通道相通,所述干燥气流通道的进气端通过气流流量控制单元中的干燥气流控制单元与所述天平法质量检测模块的出气端相通,所述干燥气流通道的出气端与抽气泵相连;所光散射模块位于干燥器与三通阀之间的通道上。

优化的,上述的一种颗粒物连续监测装置,还包括分流适配器,所述分流适配器的进气端与所述颗粒物切割器的出气端相连,所述分流适配器主出气端与所述干燥器的进气端相连,所述分流适配器的旁路出气端通过辅气路一级过滤器以及气流流量控制单元中的辅气路流量控制单元与所述抽气泵相连。

优化的,上述的一种颗粒物连续监测装置,所述采样入口的气体流量为1~16.67L/min,所述分流适配器的主出气端的气体流量为0.5~5L/min。

优化的,上述的一种颗粒物连续监测装置,所述光散射模块为密封腔体,其测量气流通道入口为直通孔或锥孔,直径为2~15mm,通过的气体流量为0.5~5L/min。

优化的,上述的一种颗粒物连续监测装置,所述光散射模块包括发光部件、接收部件、透镜与电路调理部分,所述发光部件为650nm的LED灯或激光管。

优化的,上述的一种颗粒物连续监测装置,所述微量振荡天平法质量检测模块包括:位于恒温腔体中的锥形玻璃振荡管,用于采集被测颗粒物的采样滤膜采及驱动线圈与霍尔传感器,其中,所述恒温腔体的恒温点位于10~50℃之间,其恒温稳定度不低于0.05℃,流量稳定度不低于0.01L/min。

优化的,上述的一种颗粒物连续监测装置,所述干燥器的干燥气流通道的反吹气流的真空度在20kPa以上,并且通过所述干燥器采样气流通道的测量气流的露点在-2℃以下,并且在干燥器进气口设有恒湿加热器,使进入干燥器的气流相对湿度低于50%。

优化的,上述的一种颗粒物连续监测装置,所述恒温过滤器使用半导体方式进行制冷或加热,并利用PID算法进行恒温控制,其制冷恒温温度为2~10℃,加热温度为30~70℃。

一种利用上述的颗粒物连续监测装置进行颗粒物连续监测的方法,包括:

测量状态检测步骤,检测系统是否处于有效测量状态,在所述有效测量状态下,经过干燥器后的测量气流的露点处于稳定状态,同时流量控制单元测量测量得到的流量均处于稳定状态,微量振荡天平法质量检测模块的恒温处于稳定状态,频率信号处于稳定状态;

关系函数拟合步骤,在有效测量状态下,根据多组微量振荡天平法质量检测模块测量得到的颗粒物浓度以及同时间光散射模块测量得到的颗粒物浓度拟合得到振荡天平法颗粒物有效浓度与光散色法颗粒物浓度之间的有效浓度关系函数;

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