【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境监测，具体涉及一种便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器。
技术介绍
1、黑碳(bc)是化石燃料(主要是柴油和煤)燃烧和生物质燃烧过程中产生的烟尘的主要成分，对健康、环境和气候的重大影响，近些年来已经逐步成为全世界研究热点之一。
2、无论是校准黑碳浓度测量仪器还是做与黑碳相关的科研实验，人们都需要一个稳定的黑碳源。与气体不同，黑碳气溶胶无法储存。黑碳颗粒的凝聚、沉淀以及老化等过程会导致颗粒数量、表面和质量的损失，使得气溶胶样品中发生平均颗粒直径增加等等变化。
3、用于科研实验的黑碳源要满足颗粒特性稳定、在线连续发生与所监测气体特性相似的要求。现在的黑碳气溶胶发生器可以分为两类：预混火焰黑碳发生器(例如mckenna燃烧器)和扩散火焰黑碳发生器(例如santoro燃烧器、倒置式燃烧器(inverted burner))；其中，现有的倒置火焰黑碳气溶胶发生器能够产生不同尺寸和浓度的黑碳气溶胶，但在流量控制不好或者结构设计不合理的情况下，火焰会不稳定；同时其体积尺寸大、不便携，且输出气量同样很大，在真实使用过程中，大部分的黑碳气溶胶会做排空处理，不仅造成污染，还会增加不必要的气体消耗，加重科研负担。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供了一种便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，能够产生不同粒径、不同浓度范围的稳定、纯净的黑碳气溶胶，在满足实验气量的同时缩小了仪器尺寸，成为一种便携式仪器。
2、本专利技术提供了一种便携式倒置火焰黑碳气溶胶
3、所述进气系统1、燃烧点火系统2、稀释系统3、采样系统4、智能控制系统5和安全保护系统6固定安装在固定箱体中，得到黑碳气溶胶发生器；所述黑碳气溶胶发生器处于垂直稳定状态并保持正常工作温度；
4、本专利技术一个实施例中，所述进气系统1包括燃料进气管1-1、助燃气进气管1-2、微孔布流板1-3、连接法兰一1-4、密封一1-5和燃烧头1-6；
5、进一步的，所述燃料进气管1-1沿纵轴设置于所述助燃气进气管1-2内部，贯穿所述助燃气进气管的上端；
6、所述燃料进气管1-1的上端设置燃料进气口，所述助燃气进气管1-2的右侧设置助燃气进气口，如图1；所述燃料进气管1-1的下端连接燃烧头1-6，用于供给燃料气体；
7、所述微孔布流板1-3设置在所述燃料进气管1-2和助燃气进气管1-1之间，使得助燃气能过均匀进入燃烧点火系统2；所述燃料进气管1-1的燃料进气口和助燃气进气管1-2的助燃气进气口分别连接所述安全保护系统6；
8、所述助燃气进气管1-2的下端连接燃烧点火系统2；所述连接法兰一1-4通过密封铜圈一1-5设置在所述助燃气进气管1-2的下端外围；进一步的，燃料通过所述燃料进气管1-1进入发生器，从燃烧头1-6均匀流出，得到均匀的燃料；助燃气体通过助燃气进气管1-2进入发生器，经过微孔布流板1-3后均匀流出，得到均匀的助燃气。
9、进一步的，所述固定箱体包括箱体背板、箱体侧板、上部托板和下部托板；
10、更进一步，所述固定箱体为金属材质；
11、所述箱体背板设置风扇；所述箱体侧板设有出风口，使得系统能够长时间保持恒定工作温度，增加了系统输出气溶胶的稳定性，同时增强了整个装置的安全性能；
12、更进一步，所述连接法兰一1-4与固定箱的上部托板连接；
13、更进一步，所述燃烧头1-6为钝体结构；所述钝体为环形圆台状；如图9；
14、本专利技术使用了钝体结构的燃烧头，火焰燃烧产生的高温会由钝体往内延伸，由此降低燃烧头内部的温度，从而防止燃烧头内部温度变化引起燃料气体的流量波动。
15、本专利技术技术方案中，固定箱体中设有上、中、下三层托板，用于固定发生器主体及其配套的电路和气路设备，使整个仪器始终处于垂直稳定状态；固定箱体背板设有风扇，侧板设有出风口，保持仪器整体温度恒定，因此，本专利技术提供的黑碳气溶胶发生器产生的黑碳气溶胶浓度和粒径分布能够长时间保持稳定。
16、本专利技术一个实施例中，所述燃烧点火系统包括连接法兰二2-1、燃烧室2-2、电点火装置、连接法兰三2-6和密封二2-7；
17、进一步的，所述电点火装置包括：点火管2-3、点火针2-4和脉冲点火器2-5；
18、进一步的，所述燃烧室2-2的上端通过法兰盘二2-1连接所述助燃气进气管1-2的下端；所述燃烧室2-2的上端设置燃烧室进气口；所述燃烧头1-6设置在所述燃烧室2-2进气口的内部；所述燃烧头位于所述燃烧室正上方；所述燃烧室2-2下端的右侧连接所述点火管2-3；所述点火针2-4通过螺纹固定在所述点火管2-3内部；所述点火针2-4外部连接脉冲点火器2-5；所述脉冲点火器还连接智能控制系统5；
19、所述燃烧室2-2的下端通过所述连接法兰三2-6和密封二2-7与稀释系统3连接；
20、进一步的，所述均匀的燃料和均匀的助燃气在燃烧室2-2内发生燃烧反应，产生高浓度黑碳气溶胶；通过点火管2-3进行点火，点火过程中，通过向脉冲点火器2-5供电，在点火针2-4尖端产生电火花点燃气体。
21、进一步的，所述燃烧室2-2为球形燃烧室；所述燃烧室2-2装有观火镜2-21，便于实验人员观察火焰燃烧情况；
22、示例性的，所述观火镜包括：石墨垫圈一、石墨垫圈二、透明石英玻璃、燃烧室法兰盘和卡箍；如图7；所述透明石英玻璃置于所述石墨垫圈一和石墨垫圈二之间固定后，由所述燃烧室法兰盘固定后利用所述卡箍固定组装后，得到观火镜；
23、所述燃料进气口1-1内直径与所述观火镜的内直径的比例关系为：1:9；
24、本专利技术技术方案中透明石英玻璃由燃烧室法兰盘和两个石墨垫圈固定，易于拆卸清洗；本专利技术技术方案中，将燃烧头设置在燃烧室的正上方，充分利用燃烧室的空间，同时方便观火镜观察火焰燃烧情况，而且，助燃气体经过微孔布流板1-3，使得助燃气体均匀稳定进入燃烧室2-2，燃烧头1-6的前端采用钝体结构，火焰燃烧产生的高温由钝体往内延伸，降低了燃烧头内部的温度，防止燃烧头内部温度变化引起燃料气体的流量波动。
25、本专利技术使用了球形燃烧室，通过所述球形燃烧室产生的黑碳气溶胶浓度和粒径分布更加稳定，燃烧室内燃烧流向下产生的具有浮力的高温气体防止了火焰的闪烁，球形燃烧室结构更大效率地利用了高温气体的浮力，最大限度地提高了火焰的稳定性，避免了火焰不断闪烁而导致大量的黑碳气溶胶从火焰中逸出，影响火焰尖端的形状、黑碳气溶胶的氧化率以及逸出黑碳气溶胶数浓度，在流量大范围变化的过程中依然能保证形成稳定的开口火焰。
26、本专利技术在球形燃烧室两侧加装了透明石英玻璃，作为石英观火镜，可以让实验人员随时确认燃烧室内的火焰燃烧情况是否稳定正常，本专利技术在保证火焰可视的条件下，观火镜拆卸清洗方便，结构上更加牢固本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，包括：进气系统(1)、燃烧点火系统(2)、稀释系统(3)、采样系统(4)、智能控制系统(5)和安全保护系统(6)；所述进气系统分别连接所述燃烧点火系统和所述安全保护系统；所述稀释系统分别连接所述燃烧点火系统和采样系统(4)；所述智能控制系统分别连接所述和安全保护系统(6)、燃烧点火系统(2)以及稀释系统(3)；
2.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述稀释系统(3)还包括：多孔布流板(3-5)和黑碳气溶胶进气口(3-6)；
4.根据权利要求3所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述稀释系统还包括：稀释进气管一(3-4)和稀释进气管二；所述第一直角弯管(3-2)包括稀释弯头和稀释管；
5.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述采样系统(4)包括采样腔(4-1)、采样口一(4-2)、采样口二、采样套管(4-3)、第二直角弯管(4-4)；>
6.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述智能控制系统(5)包括流量控制器一(5-1)、流量控制器二(5-2)、流量控制器三(5-3)；
7.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述燃烧室(2-2)为球形燃烧室；所述燃烧室(2-2)装有观火镜。
8.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述电点火装置包括：点火管(2-3)、点火针(2-4)和脉冲点火器(2-5)；
9.根据权利要求7所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述燃料进气口(1-1)内直径与所述观火镜的内直径的比例关系为：1:9。
10.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述燃烧头(1-6)和所述黑碳气溶胶进气口(3-6)均为钝体结构。
...【技术特征摘要】
1.一种便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，包括：进气系统(1)、燃烧点火系统(2)、稀释系统(3)、采样系统(4)、智能控制系统(5)和安全保护系统(6)；所述进气系统分别连接所述燃烧点火系统和所述安全保护系统；所述稀释系统分别连接所述燃烧点火系统和采样系统(4)；所述智能控制系统分别连接所述和安全保护系统(6)、燃烧点火系统(2)以及稀释系统(3)；
2.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述稀释系统(3)还包括：多孔布流板(3-5)和黑碳气溶胶进气口(3-6)；
4.根据权利要求3所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述稀释系统还包括：稀释进气管一(3-4)和稀释进气管二；所述第一直角弯管(3-2)包括稀释弯头和稀释管；
5.根据权利要求1所述的便携式倒置火焰黑碳气溶胶发生器，其特征在于，所述采样系统(4...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。