[发明专利]基于浊度计获取气溶胶浓度的实时在线测量方法

说明书

一种基于浊度计获取气溶胶浓度的实时在线测量方法，通过将取样的高温高水蒸气份额气溶胶引入冷凝罐中，经罐内的冷水充分水洗和冷却后，形成浑浊的固液悬浮液，再通过实时测量固液悬浮液的浊度值、冷凝罐内冷水总体积、取样时间、气溶胶载气中不凝结空气流量以及水蒸气份额，间接得到气溶胶中颗粒的质量浓度，其中：根据浊度计的测量值，即浊度值与固液悬浮液浓度的对应关系、冷凝罐内冷水总体积和取样时间，得到气溶胶的取样质量流率；根据气溶胶载气中不凝结空气流量和水蒸气份额，得到气溶胶的取样流量，根据取样质量流率和取样流量之比，获得待测气溶胶的质量浓度。本发明适用于在压力0～5.0barg、温度25～180℃和水蒸气份额0～90％的载气条件下，亚微米气溶胶粒子浓度的实时测量。

技术领域

本发明涉及的是一种气溶胶测量领域的技术，具体是一种基于浊度计获取压力0～5.0barg、温度25～180℃和水蒸气份额0～90％条件下气溶胶浓度的实时在线测量方法。

背景技术

气溶胶是指悬浮在气体介质中的固(液)态颗粒所组成的气态分散系统，在环境科学、疾病传播、化学工程以及核反应工程等领域有着广泛的应用。目前，气溶胶浓度的测量技术主要有两种通用方法：收集分析法(如滤膜收集法，分级采样法)和直读感应器法(如激光粒子计数器、振动质量监控器)。与前者相比，后者测量原理复杂，可实时获得气溶胶颗粒的粒径分布、浓度等信息。但是，由于受设备传感器元件工作环境的限制，还难以适用于高温、高压和高水蒸气份额条件下亚微米气溶胶粒子浓度的在线测量。上述类型的气溶胶是核电厂严重事故中的重点关注对象，有关其浓度的有效可靠测量是相关研究的必要基础。

发明内容

本发明针对现有在线测量技术无法实现在高温、高压和高水蒸气份额的载气条件下气溶胶浓度的实时测量，提出一种基于浊度计获取气溶胶浓度的实时在线测量方法，该方法可适用于在压力0～5.0barg、温度25～180℃和水蒸气份额0～90％的载气条件下，亚微米气溶胶粒子浓度的实时测量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过将取样的高温高水蒸气份额气溶胶引入冷凝罐中，经罐内的冷水充分水洗和冷却后，形成浑浊的固液悬浮液，再通过实时测量固液悬浮液的浊度值、冷凝罐内冷水总体积、取样时间、气溶胶载气中不凝结空气流量以及水蒸气份额，间接得到气溶胶中颗粒的质量浓度，其中：根据浊度计的测量值，即浊度值与固液悬浮液浓度的对应关系、冷凝罐内冷水总体积和取样时间，得到气溶胶的取样质量流率；根据气溶胶载气中不凝结空气流量和水蒸气份额，得到气溶胶的取样流量。最后，根据取样质量流率和取样流量之比，获得待测气溶胶的质量浓度。

技术效果

本发明实现了高温、高压和高水蒸气份额载气条件下气溶胶质量浓度的实时在线测量，填补了在该类苛刻环境中气溶胶浓度实时测量的空白。

与现有技术相比，本发明采用先将取样的气溶胶分散于水溶液中，再实时测量水溶液浊度的策略，可完成气溶胶浓度的实时在线测量，方法简单且易于操作；不锈钢冷凝罐和内部的冷凝管设计，使其适用于高温、高压和高水蒸气份额的气溶胶条件。

附图说明

图1为本发明的测量回路流程图；

图2和图3为取样管线分散口的结构示意图；

图中：管道1、氧气浓度传感器2、取样口3、球阀4、取样管外壁加热器5、保温层6、冷凝罐7、冷水8、浊度传感器9、换热管10、排污塞11、干燥剂12、热式流量计13、调节阀14、分散口15。

具体实施方式

如图1所示，本实施例涉及一种基于浊度计获取气溶胶浓度的实时在线测量装置，具体为带有浊度传感器9的冷凝罐7，该冷凝罐7通过设置位于管道1内的取样口3获得待测气溶胶的样品，并经过分散口15分散成多个细小气泡弥散在罐内预先盛装的冷水8中，换热管10对罐内冷水8实现循环冷却。