本發(fā)明涉及一種動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)及其檢定方法，屬于計量檢測設備技術領域。
背景技術：
煙塵是一種由于氧化、升華、蒸發(fā)的冷凝的熱過程中形成的懸浮于氣體中的固體微粒的總稱。煙塵煙氣測試儀應用皮托管等速采樣重量法捕集管道中的顆粒物，應用定性定量測定有害氣體，可供環(huán)保、衛(wèi)生、勞動、安監(jiān)、軍事、科研、教育等部門用于各種鍋爐、爐窯煙塵(氣)的排放濃度/總量及設備除塵脫硫效率的測定。如轉爐煙氣中就含有大量極細微的煙塵?？蓽y煙氣動壓、煙氣靜壓、流量計前壓力、流量計前溫度、煙氣溫度、含濕量等。
煙塵污染是指因空氣中顆粒污染物而導致的空氣質量下降。煙塵污染所造成的影響和危害是多方面的，大氣中直徑在5微米以下的粒子能進入人體支氣管以至肺的深部。據(jù)報道，大氣中這種微粒濃度為100微克/米3時，少年兒童呼吸道感染會顯著增加，濃度為200微克/米3時，少年兒童的慢性呼吸道疾病死亡率增加。
現(xiàn)在使用的煙塵儀，對于煙塵儀的精密度校準采用多次稱量試驗的方法，在有風流速的管道中，由于產(chǎn)生動壓，測試不夠精準，為了提高濾膜計重測塵法的測量精度，一方面必須保證氣體計量和濾膜稱重的正確性；另一方面還必須保證被測量氣體在采樣時樣品的真實性和代表性，即采樣速度能否與煙塵氣體流速保持一致，達到等速采樣的問題，風洞試驗室提供的風速可調(diào)的均勻流場正好能檢定出煙塵濃度儀的等速吸引誤差，因此，有必要設計動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)及其檢定方法。
技術實現(xiàn)要素：
為了克服上述問題，本發(fā)明提供了一種動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)及其檢定方法。
本發(fā)明的技術方案是：一種動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)及其檢定方法，包括中心控制模塊、動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構、外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊、控制交互顯示模塊和氣泵壓力補償模塊，所述的中心控制模塊上設有用于檢測環(huán)境數(shù)據(jù)的外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊以及輸入已知設定值的控制交互顯示模塊，所述的控制交互顯示模塊由控制按鈕和顯示面板組成，中心控制模塊通過外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊對煙氣溫度、濕度、氣體動壓、靜壓和瞬時流量進行檢測，所述的外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊為了收集上述參數(shù)，其上平行設置有煙氣溫度檢測器、環(huán)境濕度檢測器、壓力檢測模塊和瞬時流量檢測計，所述的中心控制模塊上設有用于檢測風向和動態(tài)調(diào)節(jié)的動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構，所述的動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構上設有皮托管檢測器和采樣器管體，所述的皮托管檢測器和采樣器管體的管口朝向互相平行，所述的動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構通過對風向的檢測與動態(tài)調(diào)節(jié)使皮托管檢測器和采樣器管體的管口平面始終與煙氣的流動方向垂直，所述的氣泵壓力補償模塊與濾膜計量檢測模塊的進口相接，通過氣泵壓力補償模塊對采樣器管體的壓力進行動態(tài)補償并使內(nèi)外壓差一致，通過采樣器管體所收集的煙氣即為動態(tài)情況下儀器所檢測的樣本。
作為一種優(yōu)選的技術方案，所述的皮托管檢測器和采樣器管體通過動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構連接到中心控制模塊上，所述的動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構內(nèi)包括風向檢測和控制機構位移的模塊，通過動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構使皮托管檢測器和采樣器管體可以實時與受風面垂直。
作為一種優(yōu)選的技術方案，所述的控制交互顯示模塊包括參數(shù)輸入模塊，可輸入包括風洞已知參數(shù)，以及皮托管檢測器、氣泵壓力補償模塊和濾膜計量檢測模塊的儀器校正系數(shù)。
作為一種優(yōu)選的技術方案，所述的外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊上連接有煙氣溫度檢測器、環(huán)境濕度檢測器、壓力檢測模塊和瞬時流量檢測計，在所述的外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊上還設有用于擴展環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口。
進一步的，所述的動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)，通過中心控制模塊計算出等速采樣的流量，該流量值與流量傳感器檢測到的實際流量相比較，根據(jù)差值得到控制量，再由中心控制模塊調(diào)整氣泵壓力補償模塊的采樣流量，其差值計算方法如下：
a：采樣流速計算公式：
上式中：
b：采樣流量計算公式：
q----采樣流量(m3/s);
s----采樣口平面面積，㎡
c：流量差值計算公式：
△q=|q-q’|
△q----采樣流量差值(m3/s)
q----采樣流量(m3/s);
q’----流量傳感器檢測到的實際流量(m3/s)
進一步的，所述的動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)的檢定方法，在風洞中進行操作，測定等速吸引誤差時，每次都應先使風洞流場差壓調(diào)到預定的動壓值，待風壓穩(wěn)定后通過預測流量，從而選擇合適的采樣嘴，再進行入口吸引速度的測量：
d、用下式計算采樣嘴入口處吸引速度：
式中：
e、用下式計算風洞工作段實際風速
式中：
式中：
上式中：
f、等速吸引誤差的計算
式中：
本發(fā)明的積極效果是：
1、本發(fā)明通過所述的氣泵壓力補償模塊與濾膜計量檢測模塊的采樣進口相接，通過氣泵壓力補償模塊對采樣器管體的的壓力進行動態(tài)補償并使內(nèi)外壓差一致，通過采樣器管體所收集的煙氣即為動態(tài)情況下儀器所檢測的樣本，其具有快速收集，檢測精準的優(yōu)點。
2、本發(fā)明闡述了動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)的檢定方法，采用風洞理論作為研究的突破點，對于風洞中的煙塵儀器校準提供了完整的技術方案，提高了儀器的精準度，對于保證儀器質量，提高科學檢測水平具有重要意義。
3、本發(fā)明設計結構合理緊湊，性能可靠穩(wěn)定，故障率低，作業(yè)效率高，運輸和作業(yè)簡便，無需做過多的事前準備調(diào)整，主要部件均為通用設備，便于更換的維護、保養(yǎng)，設備部件造價成本適中，使用成本低，使用壽命長。
附圖說明
下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
圖1是一種動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)及其檢定方法的系統(tǒng)示意圖；
圖中包括：中心控制模塊（1）、動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構（2）、外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊（3）、控制交互顯示模塊（4）、氣泵壓力補償模塊（5）、濾膜計量檢測模塊（6）、皮托管檢測器（21）、采樣器管體（22）、煙氣溫度檢測器（31）、環(huán)境濕度檢測器（32）、壓力檢測模塊（33）、瞬時流量檢測計（34）。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明的技術方案是：一種動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)及其檢定方法，包括中心控制模塊（1）、動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構（2）、外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊（3）、控制交互顯示模塊（4）、氣泵壓力補償模塊（5），所述的中心控制模塊上設有用于檢測環(huán)境數(shù)據(jù)的外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊（3）以及輸入已知設定值的控制交互顯示模塊（4），所述的控制交互顯示模塊（4）由控制按鈕和顯示面板組成，中心控制模塊（1）通過外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊（3）對煙氣溫度、濕度、氣體動壓、靜壓和瞬時流量進行檢測，所述的外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊（3）為了收集上述參數(shù)，其上平行設置有煙氣溫度檢測器（31）、環(huán)境濕度檢測器（32）、壓力檢測模塊（33）和瞬時流量檢測計（34），所述的中心控制模塊（1）上設有用于檢測風向和動態(tài)調(diào)節(jié)的動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構（2），所述的動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構（2）上設有皮托管檢測器（21）和采樣器管體（22），所述的皮托管檢測器（21）和采樣器管體（22）的管口朝向互相平行，所述的動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構（2）通過對風向的檢測與動態(tài)調(diào)節(jié)使皮托管檢測器（21）和采樣器管體（22）的管口平面始終與煙氣的流動方向垂直，所述的氣泵壓力補償模塊（5）與濾膜計量檢測模塊（6）的進口相接，通過氣泵壓力補償模塊（5）對采樣器管體（22）的壓力進行動態(tài)補償并使內(nèi)外壓差一致，通過采樣器管體（22）所收集的煙氣即為動態(tài)情況下儀器所檢測的樣本。
作為一種優(yōu)選的技術方案，所述的皮托管檢測器（21）和采樣器管體（22）通過動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構（2）連接到中心控制模塊（1）上，所述的動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構（2）內(nèi)包括風向檢測和控制機構位移的模塊，通過動態(tài)朝向調(diào)節(jié)機構（2）使皮托管檢測器（21）和采樣器管體（22）可以實時與受風面垂直。
作為一種優(yōu)選的技術方案，所述的控制交互顯示模塊（4）包括參數(shù)輸入模塊，可輸入包括風洞已知參數(shù)，以及皮托管檢測器（21）、氣泵壓力補償模塊（5）和濾膜計量檢測模塊（6）的儀器校正系數(shù)。
作為一種優(yōu)選的技術方案，所述的外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊（3）上連接有煙氣溫度檢測器（31）、環(huán)境濕度檢測器（32）、壓力檢測模塊（33）和瞬時流量檢測計（34），在所述的外部環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊（3）上還設有用于擴展環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口。
進一步的，所述的動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)，通過中心控制模塊（1）計算出等速采樣的流量，該流量值與瞬時流量檢測計（34）檢測到的實際流量相比較，根據(jù)差值△q得到控制量，再由中心控制模塊（1）調(diào)整氣泵壓力補償模塊（5）的采樣流量，其差值計算方法如下：
a：采樣流速計算公式：
上式中：
b：采樣流量計算公式：
q----采樣流量(m3/s);
s----采樣口平面面積，㎡
c：流量差值計算公式：
△q=|q-q’|
△q----采樣流量差值(m3/s)
q----采樣流量(m3/s);
q’----流量傳感器檢測到的實際流量(m3/s)
進一步的，所述的動態(tài)煙塵濃度儀檢測系統(tǒng)的檢定方法，在風洞中進行操作，測定等速吸引誤差時，每次都應先使風洞流場差壓調(diào)到預定的動壓值，待風壓穩(wěn)定后通過預測流量，從而選擇合適的采樣器管體（22），再進行入口吸引速度的測量：
d、用下式計算采樣入口處吸引速度：
式中：
e、用下式計算風洞工作段實際風速
式中：
式中：
上式中：
f、等速吸引誤差的計算
式中：
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行調(diào)節(jié)，或者對其中部分技術特征進行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。