本實用新型涉及空氣質(zhì)量監(jiān)測
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置。
背景技術(shù)：
：PM2.5是指大氣中空氣動力學(xué)當量直徑小于或等于2.5μm的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。粒徑在2.5μm以下的細顆粒物，不易被阻擋，被吸入人體后會直接進入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。目前，PM2.5顆粒物是我國空氣首要的污染物，PM2.5監(jiān)測及有效治理，是我國環(huán)境保護部門及國家政府的目標。2011年環(huán)境保護部頒布了HJ618-2011《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測定標準》，規(guī)定用于PM2.5顆粒物濃度監(jiān)測的儀器為顆粒物采樣器和顆粒物直讀儀，按其原理可分為手工分析方法和自動分析方法(含：微量振蕩天平(TEOM)法、β射線測量法、光散射測量法)。無論是重量法、振蕩天平法、β射線法還是光散射測量法，PM2.5濃度測量均是通過切割器將大氣顆粒物中空氣動力學(xué)當量直徑小于或等于2.5μm的顆粒物分離出來，收集在濾膜上，然后進行測量分析。由此可以看出，PM2.5切割和濃度計量性能直接影響PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀的準確性，因此需要對PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀進行定期的檢校。而對PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀進行校準，主要是對PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀中的PM2.5切割器的切割特性的進行檢測。但是，現(xiàn)有的校準裝置，對PM2.5切割器的切割特性進行檢測的效果較差。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的在于提供一種PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對PM2.5切割器的切割特性進行檢測的效果較差的技術(shù)問題。本實用新型提供了一種PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置，包括氣源裝置、顆粒物發(fā)生器、PM10切割器、混勻管、氣流分流器和切換閥；所述氣源裝置的輸出端與所述顆粒物發(fā)生器的輸入端相連通，所述顆粒物發(fā)生器的輸出端與所述切換閥的第一輸入端相連通，所述切換閥的第二輸入端與外界大氣相連通；所述切換閥的輸出端與所述PM10切割器的輸入端相連通，所述PM10切割器的輸出端與所述混勻管的輸入端相連通，所述混勻管的輸出端與所述氣流分流器的輸入端相連通。進一步地，還包括第一補氣管道和靜電中和器，所述第一補氣管道的輸入端與所述氣源裝置的輸出端相連通，所述第一補氣管道的輸出端與所述靜電中和器的輸入端相連通，所述靜電中和器的輸出端與所述切換閥的第一輸入端相連通。進一步地，還包括第二補氣管道，所述第二補氣管道的輸入端與所述氣源裝置的輸出端相連通，所述第二補氣管道的輸出端與所述混勻管的補氣端相連通。進一步地，所述氣源裝置包括空氣壓縮機、儲氣罐、三級高效過濾器和冷凍干燥機，其中，所述空氣壓縮機、所述儲氣罐、所述三級高效過濾器和所述冷凍干燥機依次連通，且所述冷凍干燥機還與所述顆粒物發(fā)生器相連通。進一步地，所述儲氣罐上安裝有氣壓傳感器，用于檢測所述儲氣罐中氣體的壓強。進一步地，所述混勻管的頂部具有倒錐形結(jié)構(gòu)，所述混勻管的輸入端位于所述倒錐形結(jié)構(gòu)的端部。進一步地，所述混勻管的補氣端伸入到所述倒錐形結(jié)構(gòu)的錐面處，用于使從所述第二補氣管道流出的氣體沿所述倒錐形結(jié)構(gòu)的錐面流動。進一步地，所述第一補氣管道上安裝有第一流量計。進一步地，所述第二補氣管道上安裝有第二流量計。本實用新型還提供了一種PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置，包括氣源裝置、顆粒物發(fā)生器、PM10切割器、混勻管、氣流分流器和切換閥；所述氣源裝置的輸出端與所述顆粒物發(fā)生器的輸入端相連通，所述顆粒物發(fā)生器的輸出端與所述切換閥的第一輸入端相連通，所述切換閥的第二輸入端與外界大氣相連通；所述切換閥的輸出端與所述PM10切割器的輸入端相連通，所述PM10切割器的輸出端與所述混勻管的輸入端相連通，所述混勻管的輸出端與所述氣流分流器的輸入端相連通；所述切換閥為三通電磁閥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：本實用新型提供的PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置，氣源裝置能夠提供潔凈的空氣，通過顆粒物發(fā)生器能夠產(chǎn)生多種不同粒徑且含量均為定值的單分散固態(tài)氣溶膠顆粒，也就是說，每種不同粒徑的單分散固態(tài)氣溶膠顆粒的含量為定值；通過切換閥的切換，實現(xiàn)在外界大氣的采樣或氣源裝置提供的空氣的采樣，氣體經(jīng)過混勻管后，再通過氣流分流器的兩個輸出端分別將氣體引入標準PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀的標準PM2.5切割器及被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀的被校PM2.5切割器，然后比較分析標準PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀檢測得到的PM2.5濃度值及被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀檢測得到的PM2.5濃度值，得出被校PM2.5切割器的切割特性是否符合要求，綜上，本實用新型能夠?qū)M2.5切割器的切割特性進行有效的檢測，并且檢測效果好、快捷方便。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例一提供的PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例一中氣源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例一中混勻管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例二提供的PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：100-標準PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀；101-標準PM2.5切割器；200-被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀；201-被校PM2.5切割器；300-氣源裝置；301-顆粒物發(fā)生器；302-PM10切割器；303-混勻管；304-氣流分流器；305-切換閥；306-空氣壓縮機；307-儲氣罐；308-三級高效過濾器；309-冷凍干燥機；310-第一補氣管道；311-第一流量計；312-第二補氣管道；313-第二流量計；314-倒錐形結(jié)構(gòu)；315-補氣端；316-靜電中和器。具體實施方式下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。實施例一參見圖1至圖3所示，本實用新型實施例一提供了一種PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置，包括氣源裝置300、顆粒物發(fā)生器301、PM10切割器302、混勻管303、氣流分流器304和切換閥；氣源裝置300的輸出端與顆粒物發(fā)生器301的輸入端相連通，顆粒物發(fā)生器301的輸出端與切換閥的第一輸入端相連通，切換閥的第二輸入端與外界大氣相連通；切換閥的輸出端與PM10切割器302的輸入端相連通，PM10切割器302的輸出端與混勻管303的輸入端相連通，混勻管303的輸出端與氣流分流器304的輸入端相連通。具體而言，切換閥為三通切換閥；切換閥的第二輸入端通過大氣管道與外界大氣相連通，這樣可以實現(xiàn)從外界大氣采樣；PM10切割器302能將氣體中空氣動力學(xué)當量直徑大于或等于10μm的顆粒物分離出來，這樣空氣動力學(xué)當量直徑大于或等于10μm的顆粒物便不能進入混勻管303，通過氣流分流器304將從混勻管303流出的氣體分別引入后續(xù)不同的裝置中，即氣流分流器304的第一輸出端與標準PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀100的標準PM2.5切割器101的輸入端相連通，氣流分流器304的第二輸出端與被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀200的被校PM2.5切割器201的輸入端相連通。本實用新型實施例一提供的PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置，氣源裝置300能夠提供潔凈的空氣，通過顆粒物發(fā)生器301能夠產(chǎn)生多種不同粒徑且含量均為定值的單分散固態(tài)氣溶膠顆粒，也就是說，每種不同粒徑的單分散固態(tài)氣溶膠顆粒的含量為定值；通過切換閥的切換，實現(xiàn)在外界大氣的采樣或氣源裝置300提供的空氣的采樣，氣體經(jīng)過混勻管303后，再通過氣流分流器304的兩個輸出端分別將氣體引入標準PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀100的標準PM2.5切割器101及被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀200的被校PM2.5切割器201，然后比較分析標準PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀100檢測得到的PM2.5濃度值及被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀200檢測得到的PM2.5濃度值，通過對濃度值的比較便能夠得出被校PM2.5切割器201的切割特性是否符合要求，綜上，本實用新型能夠?qū)M2.5切割器的切割特性進行有效的檢測，并且檢測效果好、快捷方便，操作簡單。該實施例中，顆粒物發(fā)生器301為霧化氣溶膠發(fā)生器。該實施例中，氣源裝置300包括空氣壓縮機306、儲氣罐307、三級高效過濾器308和冷凍干燥機309，其中，空氣壓縮機306、儲氣罐307、三級高效過濾器308和冷凍干燥機309依次連通，且冷凍干燥機309還與顆粒物發(fā)生器301相連通。具體而言，空氣壓縮機306的輸出端與儲氣罐307的輸入端相連通，儲氣罐307的輸出端與三級高效過濾器308的輸入端相連通，三級高效過濾器308的輸出端與冷凍干燥機309的輸入端相連通，冷凍干燥機309的輸出端與顆粒物發(fā)生器301的輸入端相連通。空氣壓縮機306將空氣壓縮到儲氣罐307中，經(jīng)三級高效過濾器308過濾后得到粒徑小于0.3μm的潔凈氣源，冷凍干燥機309將潔凈氣源中含水物質(zhì)先凍結(jié)成固態(tài)，使其中的水分從固態(tài)升華成氣態(tài)，從而達到干燥的目的，其中，冷凍干燥機3096處理氣量為1.5m3/min。該實施例可選的方案中，三級高效過濾器308為HEPA過濾器。該實施例中，儲氣罐307上安裝有氣壓傳感器，用于檢測儲氣罐307中氣體的壓強。PM2.5切割器切割特性檢測裝置還包括控制器，空氣壓縮機306、冷凍干燥機309分別與控制器電連接。通過氣壓傳感器可以使儲氣罐307內(nèi)的氣體壓強控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，為后續(xù)的過程提供持續(xù)穩(wěn)定的氣源。具體過程為：儲氣罐307和空氣壓縮機306具有自動調(diào)節(jié)功能，當儲氣罐307內(nèi)的壓強達到0.6MPa時，氣壓傳感器向控制器發(fā)送壓強信息，控制器接收到氣壓傳感器發(fā)送的壓強信息后，使空氣壓縮機306停止工作，從而保證儲氣罐307的壓力處于安全范圍。隨著氣源的不斷使用，儲氣罐307內(nèi)的壓強逐漸下降，當氣壓傳感器檢測到儲氣罐307內(nèi)的氣壓壓強降到0.4MPa時，氣壓傳感器向控制器發(fā)送壓強信息，控制器接收到氣壓傳感器發(fā)送的壓強信息后，使空氣壓縮機306重新工作，繼續(xù)制造干燥的潔凈氣體，從而能保證源源不斷為后續(xù)的過程提供穩(wěn)定氣源。該實施例中，PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置還包括第一補氣管道310和靜電中和器316，第一補氣管道310的輸入端與氣源裝置300的輸出端相連通，第一補氣管道310的輸出端與靜電中和器316的輸入端相連通，靜電中和器的輸出端與切換閥的第一輸入端相連通。通過第一補氣管能夠?qū)崿F(xiàn)對顆粒物發(fā)生器301產(chǎn)生的含有顆粒物的氣體進行稀釋，并且通過第一補氣管能夠?qū)τ汕袚Q閥的輸入端至混勻管303的輸入端之間的管路進行吹掃，減少檢測時，對顆粒物數(shù)目濃度的測量誤差。通過靜電中和器能夠消除顆粒物附著的靜電?？蛇x地，靜電中和器為氣溶膠靜電中和器。該實施例中，第一補氣管道310上安裝有第一流量計311，用于測量第一補氣管道310中的氣體流量。該實施例中，PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置還包括第二補氣管道312，第二補氣管道312的輸入端與氣源裝置300的輸出端相連通，第二補氣管道312的輸出端與混勻管303的補氣端315相連通。該實施例中，第二補氣管道312上安裝有第二流量計313，用于測量第二補氣管道312中的氣體流量。該實施例中，混勻管303的頂部具有倒錐形結(jié)構(gòu)314，混勻管303的輸入端位于倒錐形結(jié)構(gòu)314的端部。具體而言，混勻管303的補氣端315伸入到倒錐形結(jié)構(gòu)314的錐面處，用于使從第二補氣管道312流出的氣體沿倒錐形結(jié)構(gòu)314的錐面流動。通過檢測試驗，當混勻管303的長度為100mm時，混勻管303的橫截面上的氣溶膠的體積分數(shù)就不再發(fā)生變化。隨著距離的增加，各個截面上的體積分數(shù)保持不變。說明氣溶膠和從補氣端315進入的稀釋氣體在很短的距離就能實現(xiàn)完全混合。該實施例中，根據(jù)檢測要求，氣源裝置300輸出的氣源不應(yīng)含有0.3μm以上的顆粒物；因此，需要通過氣溶膠粒徑譜儀檢測處理后的氣源粒徑分布實驗。氣溶膠粒徑譜儀是采用光散射原理測量氣溶膠粒子計數(shù)的典型儀器，測量粒徑范圍0.3μm-20μm。去掉顆粒物發(fā)生器301，將冷凍干燥機309的輸出端直接連接到切換閥的第一輸入端，并將氣流分流器304的其中一個輸出端氣溶膠粒徑譜儀相連通。氣體充滿氣路，通氣半小時，去除沾附在管壁的殘余顆粒，使用氣溶膠粒徑譜儀測量此時氣源中顆粒物計數(shù)濃度。測試結(jié)果如表1所示。表1為潔凈氣源中0.3μm以上顆粒物濃度測量次數(shù)123456780.3μm以上顆粒物濃度00000000由表1可以看出，經(jīng)過濾的潔凈氣體滿足EPA和我國環(huán)境保護標準對氣源顆粒物含量的要求。該實施例中，在檢測過程中，聚苯乙烯懸浮液，即標準顆粒懸浮液，分散在超純水中，所以首先需要使用氣溶膠粒徑譜儀6測試超純水中顆粒物含量，來驗證超純水中是否存在影響實驗的顆粒物。將氣流分流器304的其中一個輸出端氣溶膠粒徑譜儀相連通后，在顆粒物發(fā)生器301，即霧化氣溶膠發(fā)生器中只加入20mL超純水，然后通入干燥的潔凈氣體，經(jīng)過混勻管303后。氣溶膠粒徑譜儀測試8次的結(jié)果如表2所示。表2為超純水中顆粒物數(shù)目測試(一次測試體積15cm3)次數(shù)12345678總的顆粒物數(shù)目01101010由表2可以看出，超純水中含有的顆粒物數(shù)目幾乎沒有，相對于高濃度的聚苯乙烯氣溶膠數(shù)目可以忽略不計。超純水可以作為霧化氣溶膠發(fā)生器的懸浮液的分散介質(zhì)。通過控制儲氣罐307內(nèi)的氣體的壓強的大小來控制霧化發(fā)生器的體積流量，經(jīng)測試得到壓力在0.5psi和20psi之間時對應(yīng)的體積流量為2lpm和20lpm。在此流量區(qū)間內(nèi)，針對不同粒徑加入固定體積的標準顆粒，經(jīng)氣溶膠粒徑譜儀檢測均可以達到1.5個/cm3，符合EPA對檢測氣溶膠濃度的要求。該實施例中，PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置的工作原理為：向顆粒物發(fā)生器301，即霧化氣溶膠發(fā)生器內(nèi)加入超純水和標準顆粒浮液，以產(chǎn)生單分散固態(tài)氣溶膠顆粒，其中，標準顆粒浮液中含有多種不同粒徑的標準顆粒，且多種不同粒徑的標準顆粒的含量為定值；具體而言，該實施例中，采用現(xiàn)有技術(shù)中的8種空氣動力學(xué)當量粒徑范圍為(1.5-4.0)μm的標準顆粒。每種不同粒徑的標準顆粒的含量均為定值。將切換閥切換到顆粒物發(fā)生器301與PM10切割器302的相連通的狀態(tài)，這樣，顆粒物發(fā)生器301產(chǎn)生的氣溶膠顆粒能夠隨氣源裝置300提供的潔凈氣體一起通過PM10切割器302，而外界大氣則不能從切換閥進入PM10切割器302；氣溶膠顆粒能夠隨潔凈氣體經(jīng)過混勻管303后，再通過氣流分流器304的兩個輸出端分別將氣體引入標準PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀100的標準PM2.5切割器101及被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀200的被校PM2.5切割器201，然后比較分析標準PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀100檢測得到的PM2.5濃度值及被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀200檢測得到的PM2.5濃度值；得出被校PM2.5切割器201的切割特性是否符合要求，并最終實現(xiàn)對被校PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀200的校準。當校準后，可以將切換閥切換到外界大氣與PM10切割器302相連通，而顆粒物發(fā)生器301與PM10切割器302不連通的狀態(tài)，通過對外界大氣的采樣，判斷校準后的監(jiān)測儀是否符合校準要求。實施例二本實施例二提供的PM2.5質(zhì)量濃度監(jiān)測儀校準裝置是在實施例一基礎(chǔ)上的改進，實施例一中公開的技術(shù)內(nèi)容不重復(fù)描述，實施例一公開的內(nèi)容也屬于本實施例公開的內(nèi)容。參見圖4所示，該實施例，切換閥305為三通電磁閥，通過三通電磁閥能夠盡量減少人為因素對測量時間的影響。最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本實用新型的范圍之內(nèi)并且形成不同的實施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。當前第1頁1 2 3