[发明专利]一种大气颗粒物再悬浮实验模拟方法

摘要

本发明公开了一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，包括大气颗粒物送样系统、再悬浮箱、采样系统和控制系统，大气颗粒物送样系统包括送样瓶和送样泵，再悬浮箱上设有颗粒物浓度传感器、温湿度传感器和绝对压力传感器；采样系统包括采样头、采样泵、一分四接口和四合一接头，采样头设置在再悬浮箱内；控制系统包括控制器和与控制器相接且用于与监控计算机连接的通信电路模块；本发明还公开了一种大气颗粒物再悬浮实验模拟方法。本发明设计新颖合理，实现方便且成本低，采样时间短，采样效率高，采样精度高，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

主权项

1.一种大气颗粒物再悬浮实验模拟方法，采用的模拟平台包括大气颗粒物送样系统、再悬浮箱(8)、采样系统和控制系统，所述大气颗粒物送样系统包括送样瓶(11)和送样泵(13)，所述送样瓶(11)的颗粒物样品入口通过送样管路(15‑2)与送样泵(13)的压缩空气出口连接，所述送样瓶(11)的颗粒物样品出口通过样品进样管路(22)与设置在再悬浮箱(8)顶部的样品入口(9)连接，所述送样管路(15‑2)伸入送样瓶(11)内底部，所述送样管路(15‑2)伸入送样瓶(11)内的一端端部连接有送样一分五吹头(21)，所述送样管路(15‑2)上从连接送样泵(13)到连接送样瓶(11)的方向依次设置有第一高效空气过滤器(2‑1)、送样电磁阀(12‑3)、第一质量流量控制器(3‑1)和第一压力传感器(14‑1)；位于第一高效空气过滤器(2‑1)与送样电磁阀(12‑3)之间的送样管路(15‑2)上连接有补气管路(15‑1)，所述补气管路(15‑1)通过补气一分四接口(23)与再悬浮箱(8)的顶部连接，所述补气管路(15‑1)上设置有补气电磁阀(12‑4)；所述再悬浮箱(8)上设置有用于对再悬浮箱(8)内的颗粒物样品浓度进行实时检测的颗粒物浓度传感器(27)、用于对再悬浮箱(8)内的温湿度进行实时检测的温湿度传感器(16)和用于再悬浮箱(8)内的绝对压力进行实时检测的绝对压力传感器(17)；所述采样系统包括采样头(7)、采样泵(1)、一分四接口(6‑1)和四合一接头(6‑2)，所述采样头(7)设置在再悬浮箱(8)内，所述一分四接口(6‑1)的总接口伸入再悬浮箱(8)内与采样头(7)连接，所述一分四接口(6‑1)的四个分接口上均连接有采样分管路(28)，每条所述采样分管路(28)上从靠近采样头(7)到远离采样头(7)的方向均设置有切割器(5)、颗粒物收集装置(4)、第二质量流量控制器(3‑2)和第二压力传感器(14‑2)，所述颗粒物收集装置(4)内设置有滤膜(4‑1)，所述四合一接头(6‑2)的四个分接口分别与四条采样分管路(28)连接，所述四合一接头(6‑2)的总接口通过采样总管路(29)与采样泵(1)的空气入口连接，所述采样总管路(29)从连接采样泵(1)到连接四合一接头(6‑2)的方向依次设置有第三压力传感器(14‑3)、第二高效空气过滤器(2‑2)和采样电磁阀(12‑1)；位于第二高效空气过滤器(2‑2)与采样电磁阀(12‑1)之间的采样总管路(29)上连接有净化管路(30)，所述净化管路(30)与再悬浮箱(8)的底部连接，所述净化管路(30)上设置有净化电磁阀(12‑2)；所述控制系统包括控制器(31)和与控制器(31)相接且用于与监控计算机(33)连接并通信的通信电路模块(32)，所述第一质量流量控制器(3‑1)和第二质量流量控制器(3‑2)均与控制器(31)相接，第一压力传感器(14‑1)、颗粒物浓度传感器(27)、温湿度传感器(16)、绝对压力传感器(17)、第二压力传感器(14‑2)和第三压力传感器(14‑3)均与控制器(31)的输入端连接，所述送样泵(13)、采样泵(1)、送样电磁阀(12‑3)、补气电磁阀(12‑4)、采样电磁阀(12‑1)和净化电磁阀(12‑2)均与控制器(31)的输出端连接；其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、将干燥的颗粒物样品放入送样瓶(11)；步骤二、控制器(31)控制送样泵(13)启动，并控制送样电磁阀(12‑3)打开，送样泵(13)将空气压缩后先经过第一高效空气过滤器(2‑1)过滤，再通过送样管路(15‑2)送入送样瓶(11)内，使送样瓶(11)内的颗粒物样品处于悬浮状态；步骤三、控制器(31)控制补气电磁阀(12‑4)打开，经过第一高效空气过滤器(2‑1)过滤后的压缩空气通过补气管路(15‑1)和补气一分四接口(23)进入再悬浮箱(8)内；步骤四、控制器(31)控制采样泵(1)启动，并控制采样电磁阀(12‑1)打开，在采样泵(1)的动力作用下，使悬浮箱(8)内呈负压状态，悬浮在送样瓶(11)中的颗粒物样品通过样品进样管路(22)进入再悬浮箱(8)内，与再悬浮箱(8)内的洁净空气进行混合形成带有颗粒物样品的空气，带有颗粒物样品的空气通过采样头(7)进入一分四接口(6‑1)，并经过切割器(5)切割后进入颗粒物收集装置(4)，颗粒物收集装置(4)中的滤膜(4‑1)对带有颗粒物样品的空气进行过滤，将颗粒物样品过滤在滤膜(4‑1)上，过滤后的带有颗粒物样品的空气再通过四合一接头(6‑2)进入第二高效空气过滤器(2‑2)内，模拟大气颗粒物扩散的过程；模拟大气颗粒物扩散的过程中，第一质量流量控制器(3‑1)对流过送样管路(15‑2)的压缩空气流量进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(31)，第二质量流量控制器(3‑2)对经过颗粒物收集装置(4)过滤后的带有颗粒物样品的空气流量进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(31)，颗粒物浓度传感器(27)对再悬浮箱(8)内的颗粒物样品浓度进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(31)，控制器(31)将其接收到的信号通过通信电路模块(32)传输给监控计算机(33)进行存储和显示，同时，控制器(31)对其接收到的再悬浮箱(8)内的颗粒物样品浓度与预先设定的颗粒物样品浓度阈值相比对，当再悬浮箱(8)内的颗粒物样品浓度小于颗粒物样品浓度阈值时，通过第一质量流量控制器(3‑1)控制流过送样管路(15‑2)的压缩空气流量增大，当再悬浮箱(8)内的颗粒物样品浓度大于颗粒物样品浓度阈值时，通过第一质量流量控制器(3‑1)控制流过送样管路(15‑2)的压缩空气流量减小，使再悬浮箱(8)内的颗粒物样品浓度保持为预设的再悬浮箱(8)内的颗粒物样品浓度；同时，模拟大气颗粒物扩散的过程中，第一压力传感器(14‑1)对送样管路(15‑2)内的压缩空气压力进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(31)，第二压力传感器(14‑2)对送样管路(15‑2)内的压缩空气压力进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(31)，第三压力传感器(14‑3)对流入采样泵(1)内的带有颗粒物样品的空气流量进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(31)，温湿度传感器(16)对再悬浮箱(8)内的温湿度进行实时检测，绝对压力传感器(17)对再悬浮箱(8)内的绝对压力进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(31)，控制器(31)将其接收到的信号通过通信电路模块(32)传输给监控计算机(33)进行存储和显示；步骤五、采样完成后，打开净化电磁阀(12‑2)，再悬浮箱(8)内残留的颗粒物样品通过净化管路(30)进入第二高效空气过滤器(2‑2)内。