一种大气颗粒物再悬浮实验模拟方法技术

本发明专利技术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；本发明专利技术还公开了一种大气颗粒物再悬浮实验模拟方法。本发明专利技术设计新颖合理，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境监测
，具体涉及一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台及方法。
技术介绍
传统的应用于模拟真实环境的大气颗粒物采样装置其优缺点主要表现在以下方面：(1)中国的大气颗粒物再悬浮采样装置起步晚，研究周期短，测试气体成分单一，并且精度和稳定性都不是很高；而国外用于环境大气颗粒物监测的颗粒物采样装置，无论是测单一气体还是多种气体成分，其系统具有采样参数可增减、采样精度高、稳定可靠的优点。上述讨论的国外的大气颗粒物再悬浮采样器其颗粒物与洁净空气混合后均匀性好、采样稳定等，但由于其产品是基于国外的环境质量或者说是根据国外的国情来研究和开发的具有针对性的设备，对于我国的环境质量来说具有一定的差异性；而国内自主研发的大气颗粒物再悬浮采样实验模拟装置来说，现阶段依然存在着与洁净空气混合后颗粒物的均匀性差、采样时间长、采样精度低和设备装置稳定性差等缺点。(2)对于气体颗粒物再悬浮实验模拟平台来讲，再悬浮的颗粒物要与洁净空气充分均匀混合才会真实的模拟大气环境颗粒物的自然沉降过程，现有技术对混合均匀的问题尚未很好解决。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计新颖合理、实现方便且成本低、采样时间短、采样效率高、采样精度高、混合均匀、实用性强、使用效果好、便于推广使用的大气颗粒物再悬浮实验模拟平台。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：包括大气颗粒物送样系统、再悬浮箱、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和送样泵，所述送样瓶的颗粒物样品入口通过送样管路与送样泵的压缩空气出口连接，所述送样瓶的颗粒物样品出口通过样品进样管路与设置在再悬浮箱顶部的样品入口连接，所述送样管路伸入送样瓶内底部，所述送样管路伸入送样瓶内的一端端部连接有送样一分五吹头，所述送样管路上从连接送样泵到连接送样瓶的方向依次设置有第一高效空气过滤器、送样电磁阀、第一质量流量控制器和第一压力传感器；位于第一高效空气过滤器与送样电磁阀之间的送样管路上连接有补气管路，所述补气管路通过补气一分四接口与再悬浮箱的顶部连接，所述补气管路上设置有补气电磁阀；所述再悬浮箱上设置有用于对再悬浮箱内的颗粒物样品浓度进行实时检测的颗粒物浓度传感器、用于对再悬浮箱内的温湿度进行实时检测的温湿度传感器和用于再悬浮箱内的绝对压力进行实时检测的绝对压力传感器；所述采样系统包括采样头、采样泵、一分四接口和四合一接头，所述采样头设置在再悬浮箱内，所述一分四接口的总接口伸入再悬浮箱内与采样头连接，所述一分四接口的四个分接口上均连接有采样分管路，每条所述采样分管路上从靠近采样头到远离采样头的方向均设置有切割器、颗粒物收集装置、第二质量流量控制器和第二压力传感器，所述颗粒物收集装置内设置有滤膜，所述四合一接头的四个分接口分别与四条采样分管路连接，所述四合一接头的总接口通过采样总管路与采样泵的空气入口连接，所述采样总管路从连接采样泵到连接四合一接头的方向依次设置有第三压力传感器、第二高效空气过滤器和采样电磁阀；位于第二高效空气过滤器与采样电磁阀之间的采样总管路上连接有净化管路，所述净化管路与再悬浮箱的底部连接，所述净化管路上设置有净化电磁阀；所述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并通信的通信电路模块，所述第一质量流量控制器和第二质量流量控制器均与控制器相接，第一压力传感器、颗粒物浓度传感器、温湿度传感器、绝对压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器均与控制器的输入端连接，所述送样泵、采样泵、送样电磁阀、补气电磁阀、采样电磁阀和净化电磁阀均与控制器的输出端连接。上述的一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：包括电气箱，所述第一质量流量控制器、第二质量流量控制器、切割器、颗粒物收集装置、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、送样泵、采样泵、送样电磁阀、补气电磁阀、采样电磁阀和净化电磁阀均设置在电气箱内；所述电气箱的底部设置有万向轮，所述再悬浮箱通过箱体固定螺栓固定连接在电气箱顶部。上述的一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：所述再悬浮箱的侧面上部设置有送样瓶固定支架，所述送样瓶固定连接在送样瓶固定支架上。上述的一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：所述再悬浮箱上设置有观察窗。上述的一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：所述再悬浮箱的侧壁上设置有预留接口。上述的一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：所述送样泵上连接有安全阀。上述的一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：所述控制器为可编程逻辑控制器，所述通信电路模块为RS通信模块。本专利技术还提供了一种方法步骤简单、实现方便大气颗粒物再悬浮实验模拟方法，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；步骤二、控制器控制送样泵启动，并控制送样电磁阀打开，送样泵将空气压缩后先经过第一高效空气过滤器过滤，再通过送样管路送入送样瓶内，使送样瓶内的颗粒物样品处于悬浮状态；步骤三、控制器控制补气电磁阀打开，经过第一高效空气过滤器过滤后的压缩空气通过补气管路和补气一分四接口进入再悬浮箱内；步骤四、控制器控制采样泵启动，并控制采样电磁阀打开，在采样泵的动力作用下，使悬浮箱内呈负压状态，悬浮在送样瓶中的颗粒物样品通过样品进样管路进入再悬浮箱内，与再悬浮箱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进入一分四接口，并经过切割器切割后进入颗粒物收集装置，颗粒物收集装置中的滤膜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上，过滤后的带有颗粒物样品的空气再通过四合一接头进入第二高效空气过滤器内，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对流过送样管路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，第二质量流量控制器对经过颗粒物收集装置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，颗粒物浓度传感器对再悬浮箱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，控制器将其接收到的信号通过通信电路模块传输给监控计算机进行存储和显示，同时，控制器对其接收到的再悬浮箱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控制流过送样管路的压缩空气流量增大，当再悬浮箱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控制流过送样管路的压缩空气流量减小，使再悬浮箱内的颗粒物样品浓度保持为预设的再悬浮箱内的颗粒物样品浓度；同时，模拟大气颗粒物扩散的过程中，第一压力传感器对送样管路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，第二压力传感器对送样管路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，第三压力传感器对流入采样泵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，温湿度传感器对再悬浮箱内的温湿度进行实时检测，绝对压力传感器对再悬浮箱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，控制器将其接收到的信号通过通信电路模块传输给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：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。...

【技术特征摘要】
1.一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：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。2.按照权利要求1所述的一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：包括电气箱(24)，所述第一质量流量控制器(3-1)、第二质量流量控制器(3-2)、切割器(5)、颗粒物收集装置(4)、第一压力传感器(14-1)、第二压力传感器(14-2)、第三压力传感器(14-3)、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)均设置在电气箱(24)内；所述电气箱(24)的底部设置有万向轮(26)，所述再悬浮箱(8)通过箱体固定螺栓(19)固定连接在电气箱(24)顶部。3.按照权利要求1所述的一种大气颗粒物再悬浮实验模拟平台，其特征在于：所述再悬浮箱(8)的侧面上部设置有送样瓶固定支架(20)，所述送样瓶(11)固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓博，周胜，武伟，宋伟，程素，赵晓鹏，
申请(专利权)人：陕西正大环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61