CN107014796A - 一种快速测量采样器的切割效率的***及方法 - Google Patents

一种快速测量采样器的切割效率的***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107014796A
CN107014796A CN201710326320.XA CN201710326320A CN107014796A CN 107014796 A CN107014796 A CN 107014796A CN 201710326320 A CN201710326320 A CN 201710326320A CN 107014796 A CN107014796 A CN 107014796A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aerosol
switching valve
flow
delivery outlet
upstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710326320.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107014796B (zh
Inventor
陈玲
周瑾艳
许俊斌
尹强
郭欢
陈瑞欢
杨亦
张桂军
贾锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Institute Of Measurement Science (southern China National Metrology And Testing Center)
Original Assignee
Guangdong Institute Of Measurement Science (southern China National Metrology And Testing Center)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Institute Of Measurement Science (southern China National Metrology And Testing Center) filed Critical Guangdong Institute Of Measurement Science (southern China National Metrology And Testing Center)
Priority to CN201710326320.XA priority Critical patent/CN107014796B/zh
Publication of CN107014796A publication Critical patent/CN107014796A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107014796B publication Critical patent/CN107014796B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开一种快速测量采样器的切割效率的***及方法，包括依次连接的气体干燥器、静电中和器、气溶胶分流器、切割器，其中还包括气溶胶在线测量***(包括第一切换阀、用于对气流进行测量的在线测量装置和控制模块)，第一切换阀分别与气溶胶分流器、切割器、在线测量装置和控制模块连接；控制模块设置成根据外部输入的切换信号，生成切换控制信号输出至第一切换阀，控制第一切换阀将气溶胶分流器与在线测量装置接通或将切割器与在线测量装置接通。该***装置简化且紧凑，界面控制，操作简单，采用该***及方法，能够实时在线测量，测量周期短，步骤简化。

Description

一种快速测量采样器的切割效率的***及方法
技术领域
本发明涉及采样器的切割效率技术领域，具体涉及一种快速测量采样器的切割效率的***及方法。
背景技术
切割器是采样器的一个重要组成部分，切割器的切割效率是采样器的一个重要参数，是影响采样器测量结果准确性的核心部分。国内对于切割器的切割效率的研究起步较晚，且针对切割器的切割特性的测量方法，国内尚未出现完善的技术和标准。
要测量切割器的切割效率需要对不同粒径的粒子进行透过率的测量，然后，通过拟合透过率——粒径曲线得到切割器的切割效率。
传统的切割器的切割效率的测量方法采用荧光光度法：通过振荡孔板气溶胶发生器发生单分散粒子，使用荧光光度计分别检出滤膜上收集的单分散粒子质量、切割器内部收集的切割器内表面上沉积的气溶胶质量和切割器内壁上吸附的气溶胶质量，通过计算得到切割器对不同单分散粒子的透过率，计算的算法如下式所示：
式中，P为气溶胶的透过率，Mfilter为滤膜上收集的单分散粒子质量，Mcs为在切割器的收集表面上沉积的气溶胶质量，Mwall为切割器的内壁上吸附的气溶胶质量。
通过荧光光度法将计算得到的气溶胶透过率与粒径曲线进行拟合，即可得到切割器的切割效率。但采用荧光光度法需要精确测量经过切割器的气路溶胶粒子的质量，步骤繁琐，操作难度高，且无法实现实时在线测量，测量时间长。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种快速测量采样器的切割效率的***，包括依次连接的气体干燥器、静电中和器、气溶胶分流器和切割器，其中，还包括气溶胶在线测量***，气溶胶在线测量***包括第一切换阀、用于对气流进行测量的在线测量装置和控制模块，第一切换阀分别与气溶胶分流器、切割器、在线测量装置和控制模块连接；控制模块设置成根据外部输入的切换信号，生成切换控制信号输出至第一切换阀，控制第一切换阀将气溶胶分流器与在线测量装置接通或将切割器与在线测量装置接通。在测量计算切割器的透过率的测试中，至少需要对八种标准粒子分别测量，采用传统的荧光光度法测量计算切割器的透过率时，由于气溶胶的浓度较低，测量每种粒径的标准粒子的质量需要采集24小时才可以进行称量，完成八种标准粒子的透过率测试至少需要2周，采用本发明快速测量***，引入气溶胶在线测量***，通过控制模块控制第一切换阀将气溶胶分流器与在线测量装置接通或将切割器与在线测量装置接通，由在线测量装置实时测量未通过切割器的上游气溶胶的浓度和对应的粒径或通过切割器的下游气溶胶的浓度和对应的粒径，无需准确测量上游气溶胶和下游气溶胶的质量，由测得的气溶胶浓度和对应的粒径可以得到切割器的透过率——粒径曲线，从而得到切割器的切割效率，操作步骤简化，由于不用进行标准粒子的采集，测量时间由原来的2周缩短至2小时，通过引入气溶胶在线测量***，可以实现气溶胶浓度和对应的粒径的在线测量，实时获得测量数值，本发明的***的设备装置简化，连接简易，结构紧凑，通过操作界面输入切换信号控制第一切换阀，操作快捷简单。
在一些实施方式中，其中，气溶胶分流器设置成包括第一分流气流输出口和第二分流气流输出口，第一分流气流输出口与第一切换阀的其中一个输入口连接，第二分流气流输出口与切割器的输入口连接，切割器的输出口与第一切换阀的另一输入口连接，第一切换阀的输出口与在线测量装置连接；其中，第一切换阀中包括有第一开关控制器，第一开关控制器根据控制模块输出的切换控制信号进行切换，将第一切换阀的与第一分流气流输出口连接的输入口与第一切换阀的输出口连通或者将第一切换阀的与切割器的输出口连接的输入口与第一切换阀的输出口连通。由此，控制模块通过外部输入的切换信号生成切换控制信号，以切换控制信号控制第一切换阀的第一开关控制器，实现第一分流气流输出口与在线测量装置接通、在线测量装置测量上游气溶胶的浓度和粒度或者切割器的输出口与在线测量装置接通、在线测量装置测量下游气溶胶的浓度和粒度，无需人手操作第一切换阀，操作简单快捷。
在一些实施方式中，其中，还包括流量调节***，第一分流气流输出口设置成包括第一上游气溶胶输出口和第二上游气溶胶输出口，切割器的输出口设置成包括第一下游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口，第一上游气溶胶输出口与第一切换阀的其中一个输入口连接，第一下游气溶胶输出口与第一切换阀的另一输入口连接，第二上游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口均与流量调节***连接，流量调节***还与控制模块连接；其中，控制模块还设置成根据外部输入的调节信号，生成调节控制信号输出至流量调节***，控制流量调节***调节气流的流量。由此，通过流量调节***分别调节第二上游气溶胶和第二下游气溶胶的流量，从而，可以保持第一上游气溶胶和第一下游气溶胶的流量与气溶胶在线测量***的流量一致，使气溶胶在线测量***可以测量切割器切割的不同流量的单分散的标准PSL气溶胶气源的切割效率，并且通过控制界面输入切换信号和调节信号，由控制模块控制流量调节***进行第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的切换以及第二上游气溶胶或下游气溶胶浓度的调节，无需人手操作，简单快捷。
在一些实施方式中，其中，流量调节***包括依次连接的第二切换阀、流量调节装置和泵，其中，第二上游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口均与第二切换阀的输入口连接，第二切换阀和流量调节装置分别与控制模块连接，流量调节装置根据控制模块输出的调节控制信号调节气流的流量；控制模块生成的切换控制信号同时还输出至第二切换阀，第二切换阀根据切换控制信号将第二上游气溶胶输出口与流量调节装置接通或将第二下游气溶胶输出口与流量调节装置接通。由此，流量调节***通过简单的组成部件和部件间简单的连接关系就能实现对第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的流量的调节，通过控制界面输入切换信号和调节信号，由控制模块生成切换控制信号和调节控制信号，通过切换控制信号控制第二切换阀实现第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的切换，通过调节控制信号控制流量调节装置调节第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的流量，操作简单快捷。
在一些实施方式中，其中，第二切换阀通过其输出口连接至流量调节装置，第二切换阀中包括有第二开关控制器，第二开关控制器根据控制模块输出的切换控制信号进行切换，将第二切换阀的与第二上游气溶胶输出口连接的输入口与第二切换阀的输出口连通或者将第二切换阀的与第二下游气溶胶输出口连接的输入口与第二切换阀的输出口连通。由此，控制模块通过外部输入的切换信号生成切换控制信号，以切换控制信号控制第二切换阀的第二开关控制器实现第二上游气溶胶与在线测量装置接通或第二下游气溶胶与在线测量装置接通，无需人手操作第二切换阀，操作简单快捷。
在一些实施方式中，其中，流量调节***还包括气体净化装置，气体净化装置分别与第二切换阀和流量调节装置连接，接收第二切换阀输出的气流，进行净化后输出至流量调节装置。由此，在流量调节装置前接入气体净化装置可以避免流量调节装置被污染，保持流量调节装置的测量精度和延长流量调节装置的使用寿命，经过气体净化装置过滤的气溶胶经过流量调节装置后由泵的输出口排出外部，可以避免气溶胶污染大气。
在一些实施方式中，其中，控制模块还设置为包括具有数据记录和计算功能的程序单元，在线测量装置通过数据线与控制模块连接，以进行数据传输。由此，控制模块可以对在线测量装置实时测量的第一上游气溶胶和第一下游气溶胶的浓度和粒径的数据进行记录，并且，通过控制模块的计算功能得到切割器的切割效率，测量方便快捷，同时，由于控制模块的记录功能解决了测量数据无法溯源的缺陷。
根据本发明的另一个方面，提供了一种利用快速测量采样器的切割效率的***进行快速测量的方法，包括：依次通过气体干燥器、静电中和器、气溶胶分流器和切割器对外部输入的单分散的标准PSL气溶胶进行干燥、静电中和、分流和切割处理，生成上游气溶胶和下游气溶胶；通过控制模块获取外部输入的切换信号，并根据切换信号生成切换控制信号输出至第一切换阀；第一切换阀根据切换控制信号进行切换控制，将气溶胶分流器与在线测量装置接通、对生成的上游气溶胶进行在线测量或将切割器与在线测量装置接通、对生成的下游气溶胶进行在线测量。由此，通过第一切换阀对上、下游气溶胶进行切换，使气溶胶在线测量***可以实时在线测量上游气溶胶或下游气溶胶的浓度和对应的粒径，采用该方法不需要准确测量上游气溶胶和下游气溶胶的质量，而直接分别测量上游气溶胶和下游气溶胶的浓度和对应的粒径，2个小时即可完成八种标准粒子的气溶胶浓度的测量，由测得的气溶胶浓度和对应的可以得到切割器的透过率——粒径曲线，从而得到切割器的切割效率，采用该方法进行切割效率的测量计算，操作简单，测量时间短。
在一些实施方式中，其中，还包括在进行在线测量的同时，对测量中的上游气溶胶或下游气溶胶进行流量调节的步骤，该步骤包括：对生成的上游气溶胶和下游气溶胶进行二次分流，将上游气溶胶分流为第一上游气溶胶和第二上游气溶胶，将下游气溶胶分流为第一下游气溶胶和第二下游气溶胶；将第一上游气溶胶和第一下游气溶胶输出至第一切换阀，将第二上游气溶胶和第二下游气溶胶输出至第二切换阀；通过控制模块获取外部输入的切换信号，并根据切换信号生成切换控制信号同时输出至第一切换阀和第二切换阀；第一切换阀和第二切换阀根据切换控制信号进行同步切换控制，将第一上游气溶胶输出至在线测量装置、并将第二上游气溶胶输出至流量调节装置或将第一下游气溶胶输出至在线测量装置、将第二下游气溶胶输出至流量调节装置；控制模块获取外部输入的调节信号，并根据调节信号生成调节控制信号输出至流量调节装置；流量调节装置根据调节控制信号调节第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的流量。由此，通过流量调节***分别调节第二上游气溶胶和第二下游气溶胶的流量，从而，可以保持第一上游气溶胶和第一下游气溶胶的流量与气溶胶在线测量***的流量一致，使气溶胶在线测量***可以测量切割器切割的不同流量的气溶胶的浓度，并且通过控制界面输入切换信号和调节信号，由控制模块生成切换控制信号和调节控制信号，通过切换控制信号控制第二切换阀进行第二上、下游气溶胶的切换并通过调节控制信号对第二上游气溶胶或第二下游气溶胶浓度的调节，操作简单快捷。
在一些实施方式中，其中，还包括在进行流量调节之前，对第二上游气溶胶或第二下游气溶胶进行气体净化的步骤，该步骤包括：气体净化装置接收第二切换阀输出的第二上游气溶胶或第二下游气溶胶，并进行净化处理，并将净化后的第二上游气溶胶或第二下游气溶胶输出至流量调节装置。由此，对净化的气体进行流量调节可以避免流量调节装置被污染，保持流量调节装置的测量精度和延长流量调节装置的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施方式的快速测量采样器的切割效率的***的框架图；
图2为图1所示的气溶胶在线测量***的框架图；
图3为本发明另一实施方式的快速测量采样器的切割效率的***的框架图；
图4为图3所示的流量调节***的框架图；
图5为本发明又一实施方式的快速测量采样器的切割效率的***的框架图；
图6为本发明一实施方式的通过快速测量采样器的切割效率的***进行快速测量的方法的工作流程图；
图7为本发明另一实施方式的通过快速测量采样器的切割效率的***进行快速测量的方法的工作流程图；
图8为本发明又一实施方式的通过快速测量采样器的切割效率的***进行快速测量的方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1和图2示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的快速测量采样器的切割效率的***。
如图所示，该***包括以下装置：气体干燥器1、静电中和器2、气溶胶分流器3、切割器4和气溶胶在线测量***5，其中气溶胶在线测量***5包括第一切换阀51、用于对气流进行测量的在线测量装置52和控制模块53。
如图所示，气体干燥器1的输入口与***的外部的单分散的标准PSL(聚苯乙烯微球)气溶胶气源连接，气体干燥器1的输出口与静电中和器2的输入口连接，静电中和器2的输出口与气溶胶分流器3的输入口连接。其中，气溶胶分流器3的输出口设置成第一分流气流输出口和第二分流气流输出口，第二分流气流输出口与切割器4的输入口可拆卸连接。第一切换阀51设置成包括两个输入口，其中一个输入口与第一分流气流输出口可拆卸连接，另一输入口与切割器4的输出口可拆卸连接，且第一切换阀51的输出口与在线测量装置52的输入口连接。另外，第一切换阀51还连接至控制模块53(例如通过电连接方式)。其中，切割器4优选旋风式或冲击式颗粒物切割器，可拆卸连接优选通过气路管和快速接头实现，快速接头包括螺纹直通式快速接头、Y型三通式快速接头和直通式快速接头。固定流量的***外部的单分散的标准PSL气溶胶气源依次经过气体干燥器1中的干燥剂进行干燥、静电中和器2进行静电中和，之后，经过静电中和的气溶胶经由气溶胶分流器3进行分流，并分别通过第一分流气流输出口和第二分流气流输出口输出。其中，通过第一分流气流输出口输出的为上游气溶胶(即未经切割器4切割)，通过第二分流气流输出口输出的为下游气溶胶(即经过了切割器4的切割)。正常启动***工作时，默认状态下第一切换阀51的状态为其中一个输入口与输出口连通，即将气溶胶分流器3与在线测量装置52接通或者将切割器4与在线测量装置52接通。此时，当启动本发明实施例的***进行测量时，只能通过在线测量装置52测量上游气溶胶或者下游气溶胶的浓度，测量后的上游气溶胶和下游气溶胶通过在线测量装置52排出***外部。在具体使用中，可以根据需要自动调节第一切换阀51的接通状态，从而改变测量对象。具体实现方式例如可以是通过控制模块53的用户输入控制界面向控制模块53输入切换信号，例如，输入的为切换到上游气溶胶的切换信号时，控制模块53根据输入的切换信号生成切换控制信号输出至第一切换阀51，通过切换控制信号控制第一切换阀51将气溶胶分流器3的第一分流气流输出口与在线测量装置52的输入口接通，此时，在线测量装置52实时在线测量上游气溶胶的浓度和对应的粒径；当输入的为切换到下游气溶胶的切换信号，控制模块53根据输入的切换信号生成切换控制信号输出至第一切换阀51，通过切换控制信号控制第一切换阀51将切割器4的输出口与在线测量装置52的输入口接通，此时，在线测量装置52实时在线测量下游气溶胶的浓度和对应的粒径。例如，控制模块53通过点击控制界面上的切换按钮接收用户输入的切换信号，并根据切换信号生成电信号以控制第一切换阀51的开关的通断，从而在开关的通断状态下进行切换，以控制与输出口连通的输入口为哪个，从而控制输出至在线测量装置52的气体。优选的，本发明实施例中的在线测量装置52可以为气溶胶粒径谱仪，本发明实施例中的控制模块53可以为部署在计算机上的软件控制***或硬件控制设备。当实施例中的控制模块53为部署在计算机上的软件控制***时，第一切换阀51与控制模块53的连接方式，可以为电连接或无线网络连接，当为无线网络连接时，需要在第一切换阀51中设置无线模块，并将无线模块与第一切换阀51的切换开关连接，以通过无线模块向切换开关输出切换控制信号。另外，第一切换阀51的切换控制方式也可以实现为在第一切换阀51中设置第一开关控制器，第一开关控制器与控制模块53连接，根据控制模块53的切换控制信号选择将第一切换阀51的不同输入口与输出口接通。第一切换阀51的切换控制还可以实现为在第一切换阀51中增加一个小型的控制器，并设置切换开关，通过电路连接将切换开关连接至控制器，而控制器则可以与控制模块53电路或网络连接进行通信，从而控制第一切换阀51的切换，本发明对此不做限制，只要能够实现通过外部的控制模块53自动控制第一切换阀51的切换，进而实现测量对象的自动切换，都视为基于本发明构思的实现方式，都应在本发明的保护范围内。
该快速测量***相较于现存的测量***，引入气溶胶在线测量***5，在简化了采样器的组成装置的同时连接简易，无需测量经过切割器4的各气路气溶胶粒子的精确质量，而是分别测量上游气溶胶和下游气溶胶的浓度和对应的粒径，省去了测量粒子的收集过程，测量时间短。通过本发明实施例的测量***测得上、下游气溶胶的浓度和对应的粒径后，经过以下公式即可计算得到切割器4的透过率：
式中，dae为测试颗粒的空气动力学直径，n上游为上游气溶胶颗粒的数目浓度，n下游为下游气溶胶颗粒的数目浓度。
在具体应用中，需要测量八种标准颗粒的PSL气溶胶的透过率，选用空气动力学当量直径范围为1.5～4.5μm，每种标准颗粒的PSL气溶胶的透过率需要测量三次，三次测量计算得到的透过率的平均值为每种标准颗粒的平均透过率，通过每种标准颗粒的平均透过率与对应的标准颗粒粒径进行曲线拟合得到透过率——粒径曲线，从而得到该测量***的切割效率。八种颗粒的透过率公式为：
式中，i为不同的气溶胶粒径的编号(i＝1，2，……，8)，j为每种粒径测量的次数(j＝1，2，3)，N1ij为第一上游气溶胶的浓度，N2ij为第一下游气溶胶的浓度，ηij为每种粒径单次测量的透过率(j＝1，2，3)。每种标准颗粒的平均透过率的计算公式为：
其中，通过该公式计算得到的为每种粒径的平均透过率(i＝1，2，……，8)。将透过率的平均值与对应的气溶胶空气动力学粒径进行曲线拟合得到透过率——粒径曲线，从而得到该***的切割效率。采用该***测量切割效率的时间由2周缩短至2小时，并且采用本发明的快速测量采样器切割效率的***可以使设备装置简化、连接简易、结构紧凑、操作简单。
优选的，如图3至5所示，快速测量采样器的切割效率的***还可以设置为包括流量调节***6。
在设置了流量调节***6的实施例中，如图3所示，第一分流气流输出口优选通过连接Y型三通式快速接口，将第一分流气流输出口进而分为第一上游气溶胶输出口和第二上游气溶胶输出口，以分别用于输出第一上游气溶胶和第二上游气溶胶。同样地，切割器4的输出口也优选通过连接Y型三通式快速接口，将切割器4的输出口进而分为第一下游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口，以分别用于输出第一下游气溶胶和第二下游气溶胶。这种情况下，第一切换阀51的两个输入口分别与第一上游气溶胶输出口和第一下游气溶胶输出口可拆卸连接。而流量调节***6则通过两个输入口分别与第二上游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口可拆卸连接。并且，流量调节***6还连接至控制模块53。向***内部通入任意流量的单分散的标准PSL气溶胶气源依次经过所述气体干燥器1和所述静电中和器2后由所述气溶胶分流器3分为分流Ⅰ和分流Ⅱ，分流Ⅰ分为为第一上游气溶胶和第二上游气溶胶，分流Ⅱ经过切割器4后分为第一下游气溶胶和第二下游气溶胶。当在控制界面输入切换到上游气溶胶的切换信号时，控制模块53根据输入的切换信号生成的切换控制信号控制流量调节***6将气溶胶分流器3的第二上游气溶胶输出口与流量调节***6的输入口接通和控制第一切换阀51将气溶胶分流器3的第一上游气溶胶输出口与在线测量装置52的输入口接通，在线测量装置52实时在线测量第一上游气溶胶的浓度和对应的粒径；当在控制界面输入调节信号时，控制模块53生成调节控制信号输出至流量调节***6，以控制流量调节***6对第二上游气溶胶的流量进行调节，通过调节第二上游气溶胶的流量使第一上游气溶胶的流量与在线测量装置52的测量流量一致，从而，在线测量装置52可以测量切割器切割的不同流量的单分散的标准PSL气溶胶气源的切割效率。当在控制界面输入切换到下游气溶胶的切换信号时，控制模块53生成的切换控制信号控制流量调节***6将切割器4的第二下游气溶胶输出口与流量调节***6的输入口接通和控制第一切换阀51将切割器4的第一下游气溶胶的输出口与在线测量装置52的输入口接通，在线测量装置52实时在线测量第一下游气溶胶的浓度和对应的粒径；当在控制界面输入流量调节信号时，控制模块53生成调节控制信号输出至流量调节***6，以控制流量调节***6调节第二下游气溶胶的流量，通过调节第二下游气溶胶的流量使第一下游气溶胶的流量与在线测量装置52的测量流量一致，从而，在线测量装置52可以测量切割器切割的不同流量的单分散的标准PSL气溶胶气源的切割效率。第一上游气溶胶和第一下游气溶胶经过在线测量装置52测量后排出外部。
优选的，如图4所示，流量调节***6包括第二切换阀61、流量调节装置63和泵64，第二切换阀61设置两个输入口分别与第二上游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口连接，第二切换阀61的输出口与流量调节装置63的输入口连接，流量调节装置63的输出口与泵64的输入口连接，控制模块53分别与第二切换阀61和流量调节装置63连接(例如通过电连接实现)，流量调节装置63用于对经过的气体进行流量调节，泵64用于抽取经过第二切换阀61切换的第二上游气溶胶或第二下游气溶胶流过流量调节装置63，并且可以通过泵64调节第二上游气溶胶或第二下游气溶胶流过流量调节装置63的流速，流量调节装置63和泵64都可以选用现有技术中的具有相应功能的产品实现，例如流量调节装置63可以选用标准流量计，泵64可以选用与标准流量计配套的抽气泵，只要是可以测量经过的气体的流量的流量计都视为基于本发明构思的实现方式，都应在本发明的保护范围内。其中，第二切换阀61的切换控制方式可以参照第一切换阀51的上述叙述实现，在此不再赘述。由此，在具体使用时，当在控制界面输入切换到上游气溶胶的切换信号时，控制模块53生成切换控制信号同时输出至第一切换阀51和第二切换阀61，以控制第二切换阀61将气溶胶分流器3的第二上游气溶胶输出口与流量调节装置63的输入口接通和控制第一切换阀51将气溶胶分流器3的第一上游气溶胶输出口与在线测量装置52的输入口接通，在线测量装置52实时在线测量第一上游气溶胶的浓度和对应的粒径。同时，在使用时，用户还可以根据需要通过控制模块53的控制界面输入调节信号(例如可以通过流量调节的按钮实现或通过输入模块实现)。当在控制界面输入调节信号时，在泵64的抽气作用下第二上游气溶胶流向流量调节装置63，控制模块53生成的调节控制信号控制流量调节装置63调节第二上游气溶胶的流量，通过调节第二上游气溶胶的流量使第一上游气溶胶的流量与在线测量装置52的测量流量一致，从而，在线测量装置52可以测量切割器切割的不同流量的单分散的标准PSL气溶胶气源的切割效率。当在控制界面输入切换到下游气溶胶的切换信号时，控制模块53生成的切换控制信号控制第二切换阀61将切割器4的第二下游气溶胶输出口与流量调节装置63的输入口接通和控制第一切换阀51将切割器4的第一下游气溶胶输出口与在线测量装置52的输入口接通，在线测量装置52实时在线测量第一下游气溶胶的浓度和对应的粒径。当在控制界面输入流量调节信号时，在泵64的抽气作用下第二下游气溶胶流向流量调节装置63，控制模块53生成的调节控制信号控制流量调节装置63调节第二下游气溶胶的流量，通过调节第二下游气溶胶的流量使第一下游气溶胶的流量与在线测量装置52的测量流量一致，从而，在线测量装置52可以测量切割器切割的不同流量的单分散的标准PSL气溶胶气源的切割效率。
优选的，如图5所示，流量调节***6还包括气体净化装置62，气体净化装置62的输入口与第二切换阀61的输出口连接，气体净化装置62的输出口与流量调节装置63的输入口连接，第二上游气溶胶或第二下游气溶胶经过第二切换阀61切换后流向气体净化装置62，经过净化的气体由流量调节调节流量后由泵64排出外部。
优选的，气溶胶在线测量***5通过数据线与外部的记录和计算设备连接，优选在线测量装置52上设置数据传输接口用于与外部的记录和计算设备连接，实现实时测量的记录和计算，不仅缩短了测量周期还使测量数据能够溯源。在另一实施例中，也可以通过控制模块53实现记录和计算，例如控制模块53为包括计算机和软件程序的装置，控制模块53的软件程序部署在计算机上，而其软件程序中包括有实现了数据记录和分析计算功能的程序单元，而在线测量装置52直接通过数据传输接口与部署了控制模块53的计算机相连，实现与控制模块53的通信和数据交互。
图6示意性地显示了利用本发明的一种实施方式的通过快速测量采样器的切割效率的***进行快速测量的方法。如图6所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101：固定流量的单分散的标准PSL气溶胶经过气体干燥器1进行干燥。
步骤S102：将干燥的气溶胶经过静电中和器2进行静电中和，去除静电以防粒子聚团凝结。
步骤S103：将去除静电的气溶胶由气溶胶分流器3进行分流，分为分流Ⅰ和分流Ⅱ。
步骤S104：将分流Ⅱ经过切割器4进行切割，经过切割器4切割的为下游气溶胶，分流Ⅰ为上游气溶胶。
步骤S201：控制模块53根据外部输入的切换信号生成切换控制信号输出，切换控制信号例如可以为电信号或二进制信号。
步骤S202：第一切换阀51根据切换控制信号对上游气溶胶或下游气溶胶进行第一切换。例如，可以是通过在第一切换阀51中设置第一控制开关，第一控制开关与控制模块53优选电连接，通过控制模块53的切换控制信号进行通断状态切换，从而实现使相应的输入口与输出口接通，以将上游气溶胶输出或下游气溶胶输出。
步骤S203：经过第一切换的上游气溶胶或下游气溶胶经过在线测量装置52进行浓度和粒径的实时在线测量，分别得到上游气溶胶和下游气溶胶的浓度和对应的粒径，并通过数据线将测得的浓度值传输到测量装置的外部。例如，输出到专业的计算设备中，或输出到通过软件方式实现的控制模块53的计算程序中，进行下一步的计算。
采用本发明的方法进行测量，第一切换阀51对上游气溶胶或下游气溶胶切换后由在线测量装置52实时在线测量上游气溶胶或下游气溶胶的粒子的浓度和对应的粒径，无需进行粒子的收集，2小时即可完成八种粒子的测量。在控制界面输入切换信号，由控制模块53生成切换控制信号控制第一切换阀51实现上游气溶胶与在线测量装置52接通或下游气溶胶与在线测量装置52接通，无需通过手工方式对第一切换阀51进行切换，操作方便。
优选的，如图7所示，该方法还包括流量调节步骤：
步骤S1031：对经过上述步骤S103分流后的气流进行二次分流，即将上游气溶胶进一步分流为第一上游气溶胶和第二上游气溶胶。
步骤S1041：对经过上述步骤S104切割后的气流进行二次分流，即将下游气溶胶进一步分流为第一下游气溶胶和第二下游气溶胶。
步骤S2011：通过控制模块53的控制界面进行切换信号和调节信号的设置，例如通过旋钮或按键进行设置。控制模块53接收根据外部输入的切换信号和调节信号，生成切换控制信号和调节控制信号输出，其中切换控制信号同时输出至第一切换阀51和第二切换阀61，调节控制信号则输出至流量调节装置63。切换控制信号和调节控制信号例如可以为电信号(例如在通过电路实现的方式中)或二进制信号(例如在通过单片机实现的方式中)或字符信号(例如在通过软件实现的方式中)。
步骤S2012：第二切换阀61根据切换控制信号对第二上游气溶胶或第二下游气溶胶进行第二切换，第一切换阀51根据切换控制信号对第一上游气溶胶或第一下游气溶胶进行第一切换。切换方式与第一切换阀51相同，在此不再赘述。
步骤301：流量调节装置63根据调节控制信号对第二上游气溶胶或第二下游气溶胶进行流量调节。流量调节装置63根据调节控制信号进行调节，例如可以是控制模块53生成的调节控制信号中包括流速，流量调节装置63接收到调节控制信号后，根据流速控制第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的流量，例如通过控制泵64的驱动速度，这些可以参照现有技术中流量调节装置63的流量调节控制方式，在此不再赘述。
步骤S2013：对第一上游气溶胶或第一下游气溶胶进行在线测量。具体为，经过切换和流量调节后，对流入在线测量装置52的第一上游气溶胶或第一下游气溶胶进行浓度和粒径的实时在线测量，分别得到第一上游气溶胶和第一下游气溶胶的浓度和对应的粒径，并通过数据线将测得的浓度值传输到测量装置的外部。
通过第二切换阀61将上游气溶胶其中一条支流第二上游气溶胶与流量调节装置63接通或将下游气溶胶其中一条支流第二下游气溶胶与流量调节装置63接通，通过调节第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的流量，使上游气溶胶的另一条支流第一上游气溶胶或下游气溶胶的另一条支流第一下游气溶胶的流量满足在线测量装置52的测量要求，从而，在线测量装置52可以测量切割器切割的不同流量的气源的浓度和对应的粒径。在控制界面输入切换信号和调节信号，由控制模块53生成切换控制信号和调节控制信号，切换控制信号控制第二切换阀61将第二上游气溶胶与流量调节装置63接通或将第二下游气溶胶与流量调节装置63接通，调节控制信号控制流量调节装置63调节第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的流量；切换控制信号还控制控制第一切换阀51将第一上游气溶胶与在线测量装置52接通或将第一下游气溶胶与在线测量装置52接通，通过在线测量装置52实时在线测量第一上游气溶胶或第一下游气溶胶的浓度和对应的粒径。在控制界面输入切换的气路和调节的流量值，即可通过控制模块53实现气路的切换和流量的调节，无需人工控制，操作方便快捷。
优选的，如图8所示，该方法还包括在进行流量调节之前，对流入流量调节装置63的气体进行净化，具体包括：
步骤S302：经过第二切换的第二上游气溶胶和第二下游气溶胶分别经过气体净化装置62进行净化。
步骤S303：经过净化的第二上游气溶胶和第二下游气溶胶分别经过流量调节装置63进行流量调节。
采用气体净化装置62对流量调节前的第二切换气路进行净化，可以避免流量调节装置63受气路中粒子的污染，延长流量调节装置63的使用寿命。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.快速测量采样器的切割效率的***，其特征在于，包括依次连接的气体干燥器(1)、静电中和器(2)、气溶胶分流器(3)和切割器(4)，其中，还包括气溶胶在线测量***(5)，所述气溶胶在线测量***(5)包括第一切换阀(51)、用于对气流进行测量的在线测量装置(52)和控制模块(53)，所述第一切换阀(51)分别与所述气溶胶分流器(3)、切割器(4)、在线测量装置(52)和控制模块(53)连接；
所述控制模块(53)设置成根据外部输入的切换信号，生成切换控制信号输出至所述第一切换阀(51)，控制所述第一切换阀(51)将所述气溶胶分流器(3)与所述在线测量装置(52)接通或将所述切割器(4)与所述在线测量装置(52)接通。
2.根据权利要求1所述的快速测量采样器的切割效率的***，其特征在于，所述气溶胶分流器(3)设置成包括第一分流气流输出口和第二分流气流输出口，所述第一分流气流输出口与所述第一切换阀(51)的其中一个输入口连接，所述第二分流气流输出口与所述切割器(4)的输入口连接，所述切割器(4)的输出口与所述第一切换阀(51)的另一输入口连接，所述第一切换阀(51)的输出口与所述在线测量装置(52)连接；
其中，所述第一切换阀(51)中包括有第一开关控制器，所述第一开关控制器根据所述控制模块(53)输出的切换控制信号进行切换，将所述第一切换阀(51)的与所述第一分流气流输出口连接的输入口与所述第一切换阀(51)的输出口连通或者将所述第一切换阀(51)的与所述切割器(4)的输出口连接的输入口与所述第一切换阀(51)的输出口连通。
3.根据权利要求2所述的快速测量采样器的切割效率的***，其特征在于，所述***还包括流量调节***(6)，所述第一分流气流输出口设置成包括第一上游气溶胶输出口和第二上游气溶胶输出口，所述切割器(4)的输出口设置成包括第一下游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口，所述第一上游气溶胶输出口与所述第一切换阀(51)的其中一个输入口连接，所述第一下游气溶胶输出口与所述第一切换阀(51)的另一输入口连接，所述第二上游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口均与所述流量调节***(6)连接，所述流量调节***(6)还与所述控制模块(53)连接；
其中，所述控制模块(53)还设置成根据外部输入的调节信号，生成调节控制信号输出至所述流量调节***(6)，控制所述流量调节***(6)调节气流的流量。
4.根据权利要求3所述的快速测量采样器的切割效率的***，其特征在于，所述流量调节***(6)包括依次连接的第二切换阀(61)、流量调节装置(63)和泵(64)，其中，所述第二上游气溶胶输出口和第二下游气溶胶输出口均与所述第二切换阀(61)的输入口连接，所述第二切换阀(61)和流量调节装置(63)分别与所述控制模块(53)连接，所述流量调节装置(63)根据所述控制模块(53)输出的调节控制信号调节气流的流量；
所述控制模块(53)生成的切换控制信号同时还输出至所述第二切换阀(61)，所述第二切换阀(61)根据所述切换控制信号将所述第二上游气溶胶输出口与所述流量调节装置(63)接通或将所述第二下游气溶胶输出口与所述流量调节装置(63)接通。
5.根据权利要求4所述的快速测量采样器的切割效率的***，其中，所述第二切换阀(61)通过其输出口连接至所述流量调节装置(63)，所述第二切换阀(61)中包括有第二开关控制器，所述第二开关控制器根据所述控制模块(53)输出的切换控制信号进行切换，将所述第二切换阀(61)的与所述第二上游气溶胶输出口连接的输入口与所述第二切换阀(61)的输出口连通或者将所述第二切换阀(61)的与所述第二下游气溶胶输出口连接的输入口与所述第二切换阀(61)的输出口连通。
6.根据权利要求5所述的快速测量采样器的切割效率的***，其特征在于，所述流量调节***(6)还包括气体净化装置(62)，所述气体净化装置(62)分别与所述第二切换阀(61)和流量调节装置(63)连接，接收所述第二切换阀(61)输出的气流，进行净化后输出至所述流量调节装置(63)。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的快速测量采样器的切割效率的***，其特征在于，所述控制模块(53)还设置为包括具有数据记录和计算功能的程序单元，所述在线测量装置(52)通过数据线与所述控制模块(53)连接，以进行数据传输。
8.利用权利要求1所述的快速测量***进行快速测量的方法，包括：
依次通过气体干燥器(1)、静电中和器(2)、气溶胶分流器(3)和切割器(4)对外部输入的单分散的标准PSL气溶胶进行干燥、静电中和、分流和切割处理，生成上游气溶胶和下游气溶胶；
通过控制模块(53)获取外部输入的切换信号，并根据所述切换信号生成切换控制信号输出至第一切换阀(51)；
所述第一切换阀(51)根据切换控制信号进行切换控制，将所述气溶胶分流器(3)与在线测量装置(52)接通、对生成的上游气溶胶进行在线测量或将所述切割器(4)与所述在线测量装置(52)接通、对生成的下游气溶胶进行在线测量。
9.根据权利要求8所述的快速测量***进行快速测量的方法，其特征在于，还包括在进行在线测量的同时，对测量中的上游气溶胶或下游气溶胶进行流量调节的步骤，该步骤包括：
对生成的上游气溶胶和下游气溶胶进行二次分流，将所述上游气溶胶分流为第一上游气溶胶和第二上游气溶胶，将所述下游气溶胶分流为第一下游气溶胶和第二下游气溶胶；
将第一上游气溶胶和第一下游气溶胶输出至所述第一切换阀(51)，将第二上游气溶胶和第二下游气溶胶输出至第二切换阀(61)；
通过所述控制模块(53)获取外部输入的切换信号，并根据所述切换信号生成切换控制信号同时输出至第一切换阀(51)和第二切换阀(61)；
所述第一切换阀(51)和第二切换阀(61)根据切换控制信号进行同步切换控制，将第一上游气溶胶输出至所述在线测量装置(52)、并将第二上游气溶胶输出至流量调节装置(63)或将第一下游气溶胶输出至所述在线测量装置(52)、将第二下游气溶胶输出至流量调节装置(63)；
所述控制模块(53)获取外部输入的调节信号，并根据所述调节信号生成调节控制信号输出至所述流量调节装置(63)；
所述流量调节装置(63)根据所述调节控制信号调节第二上游气溶胶或第二下游气溶胶的流量。
10.根据权利要求9所述的快速测量***进行快速测量的方法，其特征在于，还包括在进行流量调节之前，对所述第二上游气溶胶或第二下游气溶胶进行气体净化的步骤，该步骤包括：
气体净化装置(62)接收所述第二切换阀(61)输出的第二上游气溶胶或第二下游气溶胶，并进行净化处理，并将净化后的第二上游气溶胶或第二下游气溶胶输出至所述流量调节装置(63)。
CN201710326320.XA 2017-05-10 2017-05-10 一种快速测量采样器的切割效率的***及方法 Active CN107014796B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710326320.XA CN107014796B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种快速测量采样器的切割效率的***及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710326320.XA CN107014796B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种快速测量采样器的切割效率的***及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107014796A true CN107014796A (zh) 2017-08-04
CN107014796B CN107014796B (zh) 2018-01-12

Family

ID=59450068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710326320.XA Active CN107014796B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种快速测量采样器的切割效率的***及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107014796B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111122519A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 重庆民泰新农业科技发展集团有限公司 原子荧光仪用闭环流量控制***及控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6342347B1 (en) * 1999-10-22 2002-01-29 Biosensor Systems Design., Inc. Electromagnetic sensor
CN203132990U (zh) * 2013-02-06 2013-08-14 兰州大学 积分浊度仪串联观测***
CN104111216A (zh) * 2014-06-18 2014-10-22 瑞曼博(北京)环保科技有限公司 Pm10pm2.5切割头及滤膜标定***
CN104111217A (zh) * 2014-06-18 2014-10-22 瑞曼博(北京)环保科技有限公司 粉尘标定***
CN104198346A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 北京绿林创新数码科技有限公司 一种手机控制型粉尘传感器监测***及其使用方法
CN104748994A (zh) * 2015-03-31 2015-07-01 中国科学院合肥物质科学研究院 一种pm2.5切割器切割效率测试装置及其测试方法
CN105067495A (zh) * 2015-07-17 2015-11-18 北京理工大学 一种空气过滤设备的过滤效率标定***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6342347B1 (en) * 1999-10-22 2002-01-29 Biosensor Systems Design., Inc. Electromagnetic sensor
CN203132990U (zh) * 2013-02-06 2013-08-14 兰州大学 积分浊度仪串联观测***
CN104111216A (zh) * 2014-06-18 2014-10-22 瑞曼博(北京)环保科技有限公司 Pm10pm2.5切割头及滤膜标定***
CN104111217A (zh) * 2014-06-18 2014-10-22 瑞曼博(北京)环保科技有限公司 粉尘标定***
CN104198346A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 北京绿林创新数码科技有限公司 一种手机控制型粉尘传感器监测***及其使用方法
CN104748994A (zh) * 2015-03-31 2015-07-01 中国科学院合肥物质科学研究院 一种pm2.5切割器切割效率测试装置及其测试方法
CN105067495A (zh) * 2015-07-17 2015-11-18 北京理工大学 一种空气过滤设备的过滤效率标定***

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111122519A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 重庆民泰新农业科技发展集团有限公司 原子荧光仪用闭环流量控制***及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107014796B (zh) 2018-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110998276B (zh) 烟囱废气细粉连续自动测量装置
CN102338709B (zh) 管路内烟雾衰减器
TWI600462B (zh) 過濾器旁路技術
CN104729890B (zh) 一种基于流量反馈控制的pm2.5源解析采样装置
CN111077034B (zh) 振荡天平法颗粒物监测设备及方法
CN107014796B (zh) 一种快速测量采样器的切割效率的***及方法
CN105203434A (zh) 测量气溶胶含水量的粒径谱仪
CN207163912U (zh) 一种快速测量采样器的切割效率的***
CN102854041A (zh) 卷烟主流及侧流烟气收集捕获装置
CN106546524A (zh) 防雾霾口罩过滤性能的测试方法
CN105067495A (zh) 一种空气过滤设备的过滤效率标定***
CN104111217A (zh) 粉尘标定***
CN105004648B (zh) 一种药粉气溶胶浓度传感器标定试验装置
CN1868346A (zh) 一种打叶机组自动控制方法
CN209485927U (zh) 一种大量程颗粒物检测装置
CN208574941U (zh) 一种叶丝柔性风选机风量控制装置
CN111624144B (zh) 一种用于颗粒物监测仪的校准装置及方法
CN102589959A (zh) 用于多段稀释机构的临界节流孔型定流量器的特性测定方法
CN203231883U (zh) 多通道空气过滤***现场测试台
CN102419272B (zh) 卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法
CN205461441U (zh) 一种智能高效的气溶胶浓度测量与净化装置
CN107421863A (zh) 一种联合发生单分散气溶胶的pm1切割头性能测试***
CN203799273U (zh) 基于pm2.5在线监测的气体流量调节装置
CN109323797A (zh) 硅谐振压力传感器自动标定***及标定方法
CN209589630U (zh) 一种空气监测***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant