[发明专利]一种能够实现恒流量等速采样的采样系统

说明书

本发明涉及一种能够实现恒流量等速采样的采样系统，所述的采样系统包括采样检测装置、测速装置、微处理系统和报警设备。所述采样检测装置包括新型采样嘴、检测系统、干燥器、恒流量抽气泵，其新型采样嘴包括调节片、密封件、固定环、连接件；所述测速装置包括S型皮托管、差压变送器。本发明所述新型采样嘴不需外加控制系统且能迅速随烟气流速变化自适应调节采样嘴口径，从而保证采样系统在较大烟气流速范围内及烟气流速波动时均能利用一个采样嘴实现连续自动恒流量等速采样。此外，在满足等速采样原理进行恒流量连续采样时，本发明进一步提出了新型采样嘴调节片材料的抗弯刚度值EI与可采样烟气流速范围的关系。

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，属于采样技术。该采样系统在较大烟气流速范围内及烟气流速波动时均能实现连续等速采样。

背景技术

当前，雾霾问题日益严重，引起社会的高度关注。空气中PM_2.5颗粒增多是雾霾形成的主要原因。固定污染源排放的PM_2.5颗粒是空气PM_2.5的重要来源，如何合理监测固定污染源排气中的PM_2.5对制定PM_2.5污染的控制措施和排放标准有重大意义。目前尚无单独针对PM_2.5颗粒物的采样方法，只有总颗粒物的采样方法。

目前，针对固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物的采样方法的相关标准有GB/T 16157-1996、HJ/T 76-2007等。上述标准都提出对固定污染源排气中颗粒物与气态污染物进行采样时应该遵循等速采样原理。等速采样原理如下：“颗粒物具有一定的质量，在烟道中由于本身运动的惯性作用，不能完全随气流改变方向，为了从烟道中取得有代表性的烟尘样品，需等速采样，即烟气流速与采样速度相等。”HJ/T 76-2007《固定污染源连续监测系统技术要求及检测方法》规定：“当流速大于10m/s时，速度相对误差不超过±10％；当流速小于或等于10m/s时，速度相对误差不超过±12％”。

对不同流速的烟气进行采样，烟气采样嘴放置于气流主体当中，采样嘴保持微负压状态。当烟气流速大于采样速度时，行至采样口内边缘的部分气流及其携带的小颗粒会改变流向而不进入采样嘴内，而该部分气流携带的一些大颗粒由于质量较大，在较大惯性下，会继续按原方向前进，这使得进入采样嘴内内的大颗粒采样浓度高于主体真实浓度。而烟气流速小于采样速度时，行至采样口外边缘的一部分气流及其携带的小颗粒被吸入到采样嘴内，而其携带的部分大颗粒由于质量较大，在较大惯性下不能跟随改变了方向的气流进入采样嘴内，最终致使大颗粒的采样浓度将低于真实浓度。当气流主体速度等于采样速度时，行至采样口边缘的气流不会发生流向改变，其所携带的颗粒也不会改变运动方向，故此时采样浓度和真实浓度相等。恒流量等速采样时，为使不同烟气流速下的采样都能满足等速采样原理，需准备多种口径的采样嘴。采样嘴口径大小与烟气流速一一对应。当对流速不同的烟气进行采样，需频繁更换采样嘴。

同时，在进行恒流量连续采样的时间段内，烟气流速可能会发生局部波动。由于烟气流速的波动导致固定口径的采样嘴可能没有实现等速采样。

发明内容

本发明的目的在于克服现有采样技术的不足，提出一种结构设计巧妙、合理的新型采样嘴从而保证该采样系统在较大烟气流速范围内及烟气流速波动时均能实现利用一个采样嘴进行等速采样。此外，在满足等速采样原理进行恒流量连续采样时，本发明进一步提出了新型采样嘴调节片的抗弯刚度值EI与可采样烟气流速范围的关系。