一種等速采樣槍的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采樣槍，特別是關(guān)于一種在固定源排放煙氣中用于采樣和稀釋的等速采樣槍。
【背景技術(shù)】
[0002]固定源排放的煙塵是大氣污染的重要來源，尤其是排放的顆粒物在大氣的傳輸和稀釋過程中進(jìn)行著各種復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，對人體健康、輻射強(qiáng)迫、大氣能見度等都有極大的影響。研宄固定源排放的煙塵污染對研宄大氣污染的形成機(jī)理、進(jìn)行污染源種類、數(shù)量和化學(xué)成分的分析有重要意義。
[0003]研宄固定源排放的煙塵污染首先必須對固定源排放煙氣進(jìn)行采樣。對固定源排放煙氣的樣品采集存在采集的樣品不能準(zhǔn)確反映煙塵在排放到大氣環(huán)境中的真實形態(tài)的缺陷。其原因是許多有機(jī)化合物同時存在于氣相和顆粒相中，并在兩相中的比率是隨著源排放在大氣中溫度和稀釋程度的變化而變化的。由于煙道中的溫度很高，在常溫下以氣溶膠狀態(tài)存在的氣溶膠在煙道中是以氣體狀態(tài)和超細(xì)顆粒物存在的，因此不能用從熱煙道中直接過濾顆粒物的方法來捕集氣溶膠。
[0004]此外，采集煙氣濃度必須采用等速采樣法，即煙氣進(jìn)入采樣嘴的速度應(yīng)與采樣點煙氣流速相等。當(dāng)采樣速度大于采樣點煙氣流速時，由于氣體分子慣性小，容易改變方向，而塵粒慣性大，不容易改變方向，所以采樣嘴邊緣以外的部分氣流被抽入采樣嘴，而其中的塵粒按原方向前進(jìn)，不進(jìn)入采樣嘴，從而導(dǎo)致測量結(jié)果偏低；當(dāng)采樣速度小于采樣點煙氣流速時，測量結(jié)果偏高。
[0005]對于固定源排放煙氣的采集應(yīng)盡可能真實地模擬實際大氣的稀釋狀態(tài)，即在采集過程中煙塵必須有較大的稀釋倍數(shù)，并且有足夠的停留時間使煙氣冷卻到常溫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種等速采樣槍，該采樣槍體積小，便于攜帶、安裝和拆卸，可直接伸入煙道內(nèi)完成采樣和稀釋過程，使樣品損失最小。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種等速采樣槍，其特征在于:它包括采樣管、稀釋管、停留室、零空氣流量控制單元、壓差采集單元和采樣泵；所述采樣管入口端位于固定源煙道內(nèi)，其出口端連接所述稀釋管入口，所述稀釋管出口連接所述停留室上部；在所述稀釋管上還連接有所述零空氣流量控制單元，所述壓差采集單元將采集到的煙道內(nèi)壓差信號傳輸至所述零空氣流量控制單元；位于所述停留室下部設(shè)置有采樣口，所述采樣泵經(jīng)所述采樣口采樣。
[0008]所述稀釋管包括一級稀釋管和二級稀釋管，所述采樣管出口端伸入所述一級稀釋管入口端，所述一級稀釋管出口端伸入所述二級稀釋管入口端，所述二級稀釋管出口端連接所述停留室；所述一級稀釋管入口端處設(shè)置有一級零空氣入口，所述二級稀釋管入口端處設(shè)置有二級零空氣入口。
[0009]所述采樣管出口端伸入所述一級稀釋管入口端內(nèi)長度超過所述一級零空氣入口設(shè)置位置；所述一級稀釋管出口端伸入所述二級稀釋管內(nèi)長度超過所述二級零空氣入口設(shè)置位置。
[0010]所述零空氣流量控制單元包括數(shù)據(jù)采集控制器、第一級流量控制器、第二級流量控制器和零空發(fā)生器；所述數(shù)據(jù)采集控制器采集所述壓差采集單元傳輸至的煙道內(nèi)氣體壓差信號，并將所述氣體壓差信號轉(zhuǎn)換為所述采樣管的采樣流速信號；所述數(shù)據(jù)采集控制器根據(jù)采樣流速信號調(diào)節(jié)所述第一級流量控制器保證所述一級稀釋管出口的氣體流量達(dá)到穩(wěn)定值；所述第一級流量控制器經(jīng)所述一級零空氣入口與所述一級稀釋管連接；所述數(shù)據(jù)采集控制器調(diào)節(jié)所述第二級流量控制器為所述二級稀釋管提供恒定流量的零空氣；所述第二級流量控制器經(jīng)所述二級零空氣入口與所述二級稀釋管連接；所述零空發(fā)生器的兩個輸出端分別連接所述第一級流量控制器和第二級流量控制器。
[0011]所述壓差采集單元包括皮托管和壓差傳感器；所述皮托管一端位于固定源煙道內(nèi)，另一端經(jīng)硅膠管連接所述壓差傳感器；所述壓差傳感器將采集到的固定源煙道內(nèi)氣體壓差信號傳輸至所述零空氣流量控制單元內(nèi)。
[0012]所述采樣管采用L型彎管結(jié)構(gòu)，其采樣頭位于固定源煙道內(nèi)。
[0013]所述采樣管的采樣頭和皮托管的入口都與固定源煙道內(nèi)氣流方向正對。
[0014]所述采樣管、稀釋管和皮托管均采用不銹鋼管。
[0015]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明采用的等速采樣槍設(shè)備體積小，可直接在煙道內(nèi)完成采樣和稀釋過程；在煙道內(nèi)直接稀釋與采樣后先輸送煙氣再進(jìn)行稀釋相比，一方面省略了煙氣加熱系統(tǒng)，另一方面可減少由于濃煙氣冷凝而造成顆粒物的損失。2、本發(fā)明采用兩級稀釋，可減少顆粒物損失，靈活地調(diào)節(jié)稀釋比，便于模擬煙氣在大氣中的稀釋過程。3、本發(fā)明采用等速采樣法，利用皮托管測量固定源排放煙道內(nèi)的壓力參數(shù)，壓差傳感器將測得的壓差信號傳遞給數(shù)據(jù)采集控制器，進(jìn)而控制第一級流量控制器實時調(diào)節(jié)零空氣發(fā)生器的供氣流量，從而保證一級稀釋管內(nèi)氣體總流量恒定。4、本發(fā)明采用第二級流量控制器控制零空氣發(fā)生器為二級稀釋管提供恒定的零空氣流量，以保證穩(wěn)定的二級稀釋比。5、本發(fā)明等速采樣槍還連接一停留室，煙氣在停留室中冷卻停留，由此模擬煙氣在大氣中的成核、碰并、長大過程。6、本發(fā)明將采樣管伸入一級稀釋管內(nèi)，采樣管末端伸入長度超過一級零空氣進(jìn)口較長距離，以此在采樣管末端周圍形成一個低壓區(qū)，使煙道中的煙氣自主進(jìn)入采樣管內(nèi)，并防止煙氣倒流，實現(xiàn)實時等速采樣。7、本發(fā)明將一級稀釋管末端伸入二級稀釋管內(nèi)，一級稀釋管末端伸入長度超過二級零空氣進(jìn)口較長距離，以此在二級稀釋管末端周圍形成一個低壓區(qū)，防止二級稀釋管內(nèi)的樣氣倒流至一級稀釋管內(nèi)。8、本發(fā)明采用S型皮托管測量煙道壓差，S型皮托管具有測壓孔開口較大，不易被顆粒物堵塞等優(yōu)點，便于在厚壁煙道中使用。本發(fā)明可以廣泛在固定源排放煙氣研宄領(lǐng)域中使用。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的采樣管與稀釋管連接示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供一種等速采樣槍，采用等速采樣法，根據(jù)煙道的壓力變化(采樣流速)動態(tài)調(diào)節(jié)零空氣發(fā)生器的供氣量，改變稀釋比，模擬煙氣在大氣中的稀釋和成核長大過程。其包括采樣管10、稀釋管20、停留室30、零空氣流量控制單元40、壓差采集單元50和采樣泵60。
[0020]采樣管10入口端位于固定源煙道內(nèi)，其出口端連接稀釋管20入口，稀釋管20出口連接停留室30上部。在稀釋管20上還連接有零空氣流量控制單元40，壓差采集單元50將采集到的煙道內(nèi)壓差信號傳輸至零空流量控制單元40，由零空氣流量控制單元40控制進(jìn)入稀釋管20內(nèi)的零空氣流量。位于停留室30下部設(shè)置有采樣口 31，采樣泵60經(jīng)采樣口31與停留室30連通，以便從采樣口 31處采樣，供分析研宄。
[0021]上述實施例中，如圖2所示，采樣管10采用L型彎管結(jié)構(gòu)，其采樣頭11位于固定源煙道內(nèi)，其出口端12伸入一級稀釋管21入口端211內(nèi)。
[0022]上述各實施例中，如圖2所示，稀釋管20包括一級稀釋管21和二級稀釋管22，采樣管10出口端12伸入一級稀釋管21入口端211，一級稀釋管21出口端212伸入二級稀釋管22入口端221，二級稀釋管22出口端222連接停留室30。其中，一級稀釋管21入口端211處設(shè)置有一級零空氣入口 213，二級稀釋管22入口端221處設(shè)置有二級零空氣入口223。其中，采樣管10出口端伸入一級稀釋管21入口端211內(nèi)長度超過一級零空氣入口213設(shè)置位置；一級稀釋管21出口端212伸入二級稀釋管22內(nèi)長度超過二級零空氣入口223設(shè)置位置。其中:
[0023]本發(fā)明優(yōu)選采樣管10的出口端12伸入距一級稀釋管21的入口端211端面約25cm處；距一級稀釋管21的入口端211端面約1cm處為一級零空氣入口 213。由于采樣管10的出口端12端伸入一級稀釋管21內(nèi)的距離超過一級零空