[发明专利]震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量装置与方法

权利要求书

1.一种震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量装置，包括抽气泵(1)、被测样品流量控制器(2)、样品采集装置(3)、被测样品输送管(4)、被测样品加热管(5)和滤膜秤量部(6)，所述抽气泵(1)和被测样品流量控制器(2)与滤膜秤量部(6)的输出端连接，所述被测样品加热管(5)与滤膜秤量部(6)的输入端连接，其特征在于，所述被测样品输送管(4)与被测样品加热管(5)之间还连接有三通管(7、10)、电动球阀(8)和颗粒物过滤器(9)，所述采集装置(3)经被测样品输送管(4)与第一三通管(7)的输入端连接，第一三通管(7)的两个输出端分别经电动球阀(8)、颗粒物过滤器(9)与第二三通管(10)的输入端连接，第二三通管(10)的输出端与被测样品加热管(5)连接。

2.根据权利要求1所述震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量装置，其特征在于，所述样品采集装置(3)的输出端还连接有流量分离器(11)，所述流量分离器的主气流管路与被测样品输送管(4)连接，所述流量分离器(11)的另一支路经过旁路气流管路(12)与被测样品流量控制器中辅助流量控制器(22)连接。

3.根据权利要求2所述震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量装置，其特征在于，所述被测样品输送管(4)经过第一三通管(7)、电动球阀(8)、第二三通管(10)与被测样品加热管(5)、滤膜秤量部(6)连接，所述滤膜秤量部通过气流管路与被测样品流量控制器中的主流量控制器(21)连接。

4.根据权利要求3所述震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量装置，其特征在于，所述主流量控制器(21)和辅助流量控制器(22)通过气流管路与抽气泵(1)连接。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量装置，其特征在于，所述样品采集装置(3)内还设有颗粒物切割器，用于分离去除被测样品中粒径大于指定值的颗粒物。

6.根据权利要求1所述震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量装置，其特征在于，所述电动球阀(8)为用于流体管路开通与关闭的电动或气动或液动伺服控制阀门。

7.一种震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)由抽气泵提供吸入气体动力，并通过被测样品流量控制器限定被测样品气流流量；

(2)从样品采集装置获得指定流量的被测样品；

(3)开通电动球阀，关闭过滤器，使被测样品经被测样品输送管流过电动球阀和被测样品加热管，输入滤膜秤量部，经被测样品流量控制器和抽气泵流出，在滤膜截获被测样品颗粒物；

(4)关闭电动球阀，开通过滤器，使被测样品经被测样品输送管流过过滤器，去除被测样品中的颗粒物，将被去除颗粒物的被测样品作为零气经被测样品加热管，输入滤膜秤量部，经被测样品流量控制器和抽气泵流出，使滤膜达到恒重，并获得滤膜恒重后稳定后的震荡天平的载荷质量及其频率；

(5)根据前、后相邻两次滤膜的恒重过程，获得滤膜恒重后震荡天平的频率，以及两次滤膜恒重过程之间，滤膜截获被测样品颗粒物过程的被测样品流量累计，按照震荡天平法颗粒物浓度的定量关系，计算出被测样品的颗粒物浓度。

8.根据权利要求7所述震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量方法，其特征在于，所述步骤(5)中被测样品的颗粒物浓度的计算公式为：

式中：C——颗粒物浓度，dM——累积载荷质量，V——累计被测样品体积，F——被测样品流量，t——累积时间。

9.根据权利要求8所述震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量方法，其特征在于，所述累积载荷质量的计算公式为：

式中：dM——累积载荷质量，K₀——弹性载荷比率，f₁——累积结束震荡天平频率，f₀——累积开始震荡天平频率。