一種pm2.5切割器切割效率測試裝置及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)及大氣氣溶膠監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種PM2. 5切割器切割效率測試 裝置及其測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前我國大氣環(huán)境形勢十分嚴(yán)峻，在傳統(tǒng)煤煙型污染尚未得到控制的情況下，W 細(xì)顆粒物（PM2. 5)為特征的區(qū)域性復(fù)合型大氣污染日益突出，區(qū)域內(nèi)空氣重污染現(xiàn)象（如 灰霸）大范圍同時出現(xiàn)的頻次日益增多，嚴(yán)重制約社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，威脅人民群眾 的身體健康。隨著重化工業(yè)的快速發(fā)展、能源消耗和機(jī)動車保有量的快速增長，排放的大量 二氧化硫、氮氧化物與揮發(fā)性有機(jī)物導(dǎo)致PM2. 5二次污染呈加劇態(tài)勢。"十二五"時期，我國 工業(yè)化和城市化仍將快速發(fā)展，資源能源消耗持續(xù)增長，大氣環(huán)境將面臨前所未有的壓力。
[0003]PM2. 5切割器切割效率測試的基本方法有洗脫法、靜態(tài)箱法及分流法。洗脫法及靜 態(tài)箱法均采用標(biāo)定過的巧光光度計來測量氣溶膠濃度，而分流法既可采用巧光光度計法測 量，也可用更快捷的實時測量氣溶膠數(shù)量濃度及粒徑的方法來進(jìn)行測量。氣溶膠發(fā)生器一 般為振動孔單分散氣溶膠發(fā)生器（VOAG)，但振動孔單分散氣溶膠發(fā)生器發(fā)生的粒子濃度太 低，約為1000粒/cm3,并且在實際應(yīng)用中很難避免相對大粒徑粒子的沉降損失，W及由于 粒子之間的相互碰撞，發(fā)生器持續(xù)發(fā)生穩(wěn)定氣溶膠的時間較短。國際上也有采用標(biāo)準(zhǔn)PSL 小球和粒徑譜儀進(jìn)行切割效率測試，但是單分散P化小球價格昂貴、濃度低，很難滿足大中 流量切割器測試要求。因此，需要設(shè)計一種能夠提供一個穩(wěn)定的測量環(huán)境，不僅適合中小流 量切割器，同樣適合大流量切割器切割效率的測試裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種PM2. 5切割器切割效率測試裝置及其測試方法，該測 試裝置及其測試方法能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一個穩(wěn)定的測量環(huán)境，不僅適合中小 流量切割器，同樣適合大流量切割器切割效率的測試。且適合大流量切割器的切割效率測 試。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了W下技術(shù)方案：
[0006] 一種PM2. 5切割器切割效率測試裝置，包括潔凈空氣源、粉末狀顆粒物發(fā)生裝置、 均勻混合箱、第一氣溶膠粒徑譜儀、第二氣溶膠粒徑譜儀、PM2. 5切割器、采樣管、第一切換 閥、第二切換閥和氣量平衡器。氣量平衡器，用于將均勻混合箱中的廢氣流及時排出，避免 廢氣流對均勻混合箱中顆粒物濃度的干擾，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0007]所述的粉末狀顆粒物發(fā)生裝置包括轉(zhuǎn)動模塊、固定模塊、密封箱體和用于驅(qū)動轉(zhuǎn) 動模塊高速轉(zhuǎn)動的電機(jī)；所述轉(zhuǎn)動模塊和固定模塊位于密封箱體內(nèi)；所述轉(zhuǎn)動模塊上開設(shè) 有顆粒物盛放容器和若干第一顆粒物流動通道，第一顆粒物流動通道與顆粒物盛放容器相 連通；所述固定模塊位于轉(zhuǎn)動模塊的外側(cè)，且固定模塊上設(shè)有若干與第一顆粒物流動通道 相匹配的第二顆粒物流動通道，第二顆粒物流動通道與密封箱體內(nèi)部相連通；當(dāng)轉(zhuǎn)動模塊 旋轉(zhuǎn)到一定角度時，第一顆粒物流動通道與第二顆粒物流動通道相連通；所述密封箱體上 設(shè)有進(jìn)氣氣嘴和出氣口。
[000引所述的均勻混合箱上分別設(shè)有顆粒物入口、稀釋氣流入口、第一氣溶膠粒徑譜儀 接入口、第二氣溶膠粒徑譜儀接入口、PM2. 5切割器安裝孔、采樣管安裝孔和廢氣流排出口。
[0009] 所述的潔凈空氣源，其通過進(jìn)氣氣嘴輸入至密封箱體內(nèi)，還通過流量計與稀釋氣 流入口輸入至均勻混合箱內(nèi)；所述的粉末狀顆粒物發(fā)生裝置，其通過出氣口及氣流管道與 顆粒物入口相連；所述的第一氣溶膠粒徑譜儀，其輸入端通過第一切換閥和第一氣溶膠粒 徑譜儀接入口相連，還通過第一切換閥與PM2. 5切割器的輸出端相連；所述的第二氣溶膠 粒徑譜儀，其輸入端通過第二切換閥和第二氣溶膠粒徑譜儀接入口相連，其輸入端還通過 第二切換閥與采樣管的輸出端相連；所述的PM2. 5切割器、采樣管的輸入端分別通過PM2. 5 切割器安裝孔、采樣管安裝孔安裝在均勻混合箱底部，且PM2. 5切割器和采樣管位于均勻 混合箱的同一高度；所述氣量平衡器與廢氣流排出口相連。
[0010] 所述的若干第一顆粒物流動通道和若干第二顆粒物流動通道分別在轉(zhuǎn)動模塊和 固定模塊上均勻分布；所述的進(jìn)氣氣嘴開設(shè)在密封箱體的底部，出氣口開設(shè)在密封箱體的 中部側(cè)面上。
[0011] 所述的均勻混合箱為頂端帶弧形封頂?shù)膱A形筒；所述顆粒物入口和稀釋氣流入口 分別開設(shè)在圓形筒的頂端；所述的第一氣溶膠粒徑譜儀接入口位于圓形筒的上端側(cè)面上； 所述的第二氣溶膠粒徑譜儀接入口和廢氣流排出口分別開設(shè)在圓形筒的下端側(cè)面上；所述 的PM2. 5切割器安裝孔和采樣管安裝孔位于圓形筒底部的同一圓周上，PM2. 5切割器和采 樣管的高度相同。
[0012] 進(jìn)一步的，所述的氣流管道為導(dǎo)電硅膠管。導(dǎo)電硅膠管能夠防止靜電吸附，減少顆 粒物的損失。
[0013] 進(jìn)一步的，所述的第一氣溶膠粒徑譜儀和第二氣溶膠粒徑譜儀均采用基于飛行時 間測量顆粒物空氣動力學(xué)粒徑譜儀。
[0014] 進(jìn)一步的，所述的流量計為質(zhì)量流量控制器，能夠精確的控制稀釋氣體的流量。
[0015] 進(jìn)一步的，所述的均勻混合箱采用316不誘鋼材質(zhì)。
[0016] 本發(fā)明還設(shè)及一種上述PM2. 5切割器切割效率測試裝置的測試方法，該方法包括 W下步驟：
[0017] (1)在顆粒物盛放容器中投入粉末狀顆粒物。
[0018] (2)在電機(jī)驅(qū)動下，轉(zhuǎn)動模塊工作，當(dāng)轉(zhuǎn)動模塊上的第一顆粒物流動通道和固定模 塊上的第二顆粒物流動通道相連通時，顆粒物盛放容器中的粉末狀顆粒物依次經(jīng)過第一顆 粒物流動通道、第二顆粒物流動通道進(jìn)入至密封箱體內(nèi)。
[0019] (3)采用潔凈空氣源通過進(jìn)氣氣嘴向密封箱體內(nèi)通入潔凈空氣，通入至密封箱體 內(nèi)的潔凈空氣流將密封箱體內(nèi)的粉末狀顆粒物逆向吹起，被吹起的粉末狀顆粒物由出氣口 及氣流管道進(jìn)入到均勻混合箱中。
[0020] (4)采用潔凈空氣源通過稀釋氣流入口向均勻混合箱通入潔凈空氣作為稀釋氣 流，并通過流量計控制進(jìn)入均勻混合箱內(nèi)的稀釋氣流的流量。
[0021] (5)進(jìn)入均勻混合箱中的粉末狀顆粒物，先在均勻混合箱的上部空間被稀釋氣流 均勻稀釋，再隨稀釋氣流向均勻混合箱下方移動。
[0022] (6)通過調(diào)節(jié)第一切換閥和第二切換閥，將第一氣溶膠粒徑譜儀接入口與第一氣 溶膠粒徑譜儀之間、第二氣溶膠粒徑譜儀接入口與第二氣溶膠粒徑譜儀之間的顆粒物流動 通道打開，將PM2. 5切割器與第一氣溶膠粒徑譜儀之間、采樣管與第二氣溶膠粒徑譜儀之 間的顆粒物流動通道關(guān)閉。
[0023] (7)采用第一氣溶膠粒徑譜儀和第二氣溶膠粒徑譜儀，分別采集均勻混合箱內(nèi)部 上方和均勻混合箱內(nèi)部下方的粉末狀顆粒物的濃度與粒徑數(shù)據(jù)，并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析，當(dāng)?shù)谝粴馊苣z粒徑譜儀和第二氣溶膠粒徑譜儀采集的粉末狀顆粒物總數(shù)濃度偏差小于 等于粉末狀顆粒物總數(shù)濃度偏差闊值，單一粒徑段偏差小于等于單一粒徑段偏差闊值時， 均勻混合箱中的粉末狀顆粒物混合均勻。所述的粉末狀顆粒物總數(shù)濃度偏差闊值為5% ; 所述的單一粒徑段偏差闊值為3%。
[0024] 此時，通過調(diào)節(jié)第一切換閥和第二切換閥，將第一氣溶膠粒徑譜儀接入口與第一 氣溶膠粒徑譜儀之間、第二氣溶膠粒徑譜儀接入口與第二氣溶膠粒徑譜儀之