[发明专利]一种自动实现大气颗粒物粒径校正的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及颗粒物粒径检测装置中大气颗粒物粒径校正的自动实现技术，尤其涉及一种在一定进样测量压力波动范围下，颗粒物粒径检测装置自动实现大气颗粒物粒径校正的方法及系统。

背景技术

目前，通过空气动力学的方法进行颗粒物粒径检测一般是在一定压力下将颗粒物通过小孔进行加速，颗粒物获得的速度与其空气动力学直径相关。对于传统的颗粒物粒径检测装置，其工作原理为：颗粒物通过一个进样小孔引入到空气动力学透镜内部，所述的进样小孔决定了质量流进样以及空气动力学透镜的前端压力；颗粒物再经过透镜系统的逐级聚焦，在离开透镜的出射孔处与气体分子发生碰撞并获得加速；在某一特定的前端压力下，颗粒物的速度与其空气动力学直径保持一定的函数关系；对颗粒物的速度进行检测，然后将检测出的速度与粒径校正曲线进行对比，从而就可以准确推算出颗粒物的空气动力学直径；所述的粒径校准曲线是通过在一定的压力下用标准单分散粒径的球形粒子对不同颗粒物进行速度校正，从而拟合形成的曲线，即所述的粒径校准曲线为球形粒子的粒径与飞行时间的拟合曲线。

然而，颗粒物最终的运动速度与空气动力学透镜的前端压力是密切相关的，因此，当前端压力发生微小的压力变动时，颗粒物最终的速度也会发生变化，而此时采用已有的粒径校正曲线，则会导致粒径检测的偏差。而且，前端压力发生微小压力变动的原因包括有：1、外界环境压力的变化会导致前端压力的变化；2、长时间的采样会使得小孔边缘发生颗粒富集、部分堵塞等情形，从而使得前端压力发生变化。因此，为了保证粒径测量的准确性，用户则需要时刻关注前端压力的变化情况，并且需要时常地进行装置设备的维护清洗，操作便利性低下。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种在一定进样测量压力波动范围下，颗粒物粒径检测装置自动实现大气颗粒物粒径校正的方法。

本发明的另一目的是提供一种在一定进样测量压力波动范围下，颗粒物粒径检测装置自动实现大气颗粒物粒径校正的系统。

本发明所采用的技术方案是：一种自动实现大气颗粒物粒径校正的方法，该方法包括：

A、获取当前的进样测量压力；

B、根据大气颗粒物的空气动力学直径、飞行时间以及进样测量压力之间的映射关系数学模型，对获取的进样测量压力进行计算处理，从而计算得出一粒径校正曲线；

C、将当前的粒径校正曲线替换为步骤B计算得出的粒径校正曲线。

进一步，所述大气颗粒物的空气动力学直径、飞行时间以及进样测量压力之间的映射关系数学模型包含了球形粒子的粒径与飞行时间的拟合曲线所对应的拟合方程、进样测量压力与球形粒子的飞行时间的拟合曲线所对应的拟合方程以及常量参数；

所述球形粒子的粒径与飞行时间的拟合曲线所对应的拟合方程为第一拟合方程，所述进样测量压力与球形粒子的飞行时间的拟合曲线所对应的拟合方程为第二拟合方程。

进一步，所述步骤B包括：

B1、根据获取的进样测量压力、第二拟合方程以及常量参数，从而计算出在获取的进样测量压力下不同粒径的球形粒子所对应的飞行时间；

B2、根据第一拟合方程以及计算出的不同粒径的球形粒子所对应的飞行时间，从而进行曲线拟合，以得出一粒径校正曲线。

进一步，所述的第一拟合方程为指数形式的拟合方程，所述的第二拟合方程为二次多项式的拟合方程。

进一步，所述步骤A之前还设有建立大气颗粒物的空气动力学直径、飞行时间以及进样测量压力之间的映射关系数学模型的步骤；

所述建立大气颗粒物的空气动力学直径、飞行时间以及进样测量压力之间的映射关系数学模型这一步骤，其包括：

S1、确定颗粒物粒径检测装置所能接受的进样测量压力的最大值和最小值；

S2、在进样测量压力的最大值和最小值之间选取多个不同的进样测量压力；

S3、在每一个选取的进样测量压力下，分别对多个不同粒径的球形粒子进行飞行时间的检测，从而得到在每一个选取的进样测量压力下，不同粒径的球形粒子的飞行时间；

S4、根据球形粒子的粒径以及不同粒径的球形粒子的飞行时间，从而进行曲线拟合，以得到在每一个选取的进样测量压力下，球形粒子的粒径与飞行时间的拟合曲线，所述球形粒子的粒径与飞行时间的拟合曲线所对应的拟合方程为第一拟合方程；

S5、根据多个不同的进样测量压力以及不同粒径的球形粒子的飞行时间，从而进行曲线拟合，以得到进样测量压力与球形粒子的飞行时间的拟合曲线，所述进样测量压力与球形粒子的飞行时间的拟合曲线所对应的拟合方程为第二拟合方程；