专利名称：用于室外光化学综合实验系统的烟雾箱的安装方法
技术领域：
本发明涉及一种烟雾箱，特别涉及一种用于室外光化学综合实验系统的烟雾箱及其安装方法。
背景技术：
光化学烟雾又称“光化学污染(photochemical pollution)”。大气中因光化学反应而形成的有害混合烟雾。如大气中碳氢化合物和氮氧化合物在阳光的作用下起化学反应所产生的化学污染物。1944年美国洛杉矶首次发生光化学烟雾，此后东京、墨西哥城、兰州、上海及其他许多汽车多污染重的城市，都曾出现过，已成为许多大城市的一种主要空气污染现象。光化学烟雾是在复杂的体系中产生的，气象条件(大气的稳定度、风向、风速、湿度、阳光通量等)、污染物状况(成分、含量、排放)和化学反应等都起重要作用。因此，要弄清光化学烟雾的形成机理，除了实测受污染地区大气中污染物浓度外，还要把化学反应从复杂的气象条件中分离出来。为此，国内外科研机构设计了各种类型的光化学烟雾箱，在可控的条件下，用适当强度的阳光照射一次污染物来模拟大气中的化学过程，并通过化学反应模式的研究得出由一次污染物形成光化学氧化剂的反应机理。目前已知的国内外的烟雾箱通常分室外和室内两种，室外烟雾箱最大特点是采用太阳光辐射，但实验受天气影响大，不可控因素多，难以重复。国外发展了众多的室外烟雾箱系统，典型的有西班牙的EUPHORE (http://euphore.es)及德国的 SAPHIR(http://www.fz-juelich.de/icg/icg-2/saphir)。同时，在室外烟雾箱研究的基础上，发展了相应的光化学综合实验系统，在室外烟雾箱为核心的基础上，配套了对应的控制及测量手段，用以将扩散、输送、化学转化和沉降等过程同大气质量以及污染源之间的关系，用数学模式表示出来，以预测各种气象条件下污染物的成分和浓度在时间、空间上的变化，以及对大气质量的影响，据此寻求控制光化学烟雾的措施。现有可用于室外光化学综合实验的系统通常用于学术研究，实用性及重复性不高，尤其是缺乏相应的安装、调试等资料的介绍，从公开渠道所能获得的仅仅是其建设完成之后以及利用其中的烟雾箱进行试验研究的一些情况的介绍，而缺乏完整的室外光化学综合实验系统的结构、安装、调试等的介绍，难以供本领域技术人员借鉴实施。也就是说，本领域技术人员根据现有资料，无法不通过创造性劳动重复再现现有的室外光化学综合实验系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种室外光化学综合实验系统，以减少或避免前面所提到的问题。特别的，本发明提供了一种用于室外光化学综合实验系统的烟雾箱的安装方法。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于室外光化学综合实验系统的烟雾箱的安装方法，所述室外光化学综合实验系统包括烟雾箱、防护罩、冷凝装置、清洁空气装置和实验分析装置共五大部分，其中所述防护罩、冷凝装置、清洁空气装置和实验分析装置均分别与所述烟雾箱相连，所述烟雾箱设置于一个混凝土建筑物的屋顶上，所述安装方法包括如下步骤:在所述屋顶上设置一个矩形的开口，将一块铝板密封覆盖所述开口，在所述铝板的上表面覆盖一层FEP膜；所述铝板上至少设置有清洁空气入口和出口、人员进出口以及采样口 ；将所述清洁空气入口和出口、人员进出口以及采样口位置处的FEP膜利用工具划开相应的圆孔，并将开孔处FEP膜与所述铝板以聚四氟乙烯(PTFE)胶带紧密粘合；在所述圆孔位置设置用FEP膜包裹的法兰盖，将所述法兰盖通过聚四氟乙烯螺钉固定在所述铝板上； 在所述铝板的上方位于所述开口的区域范围内，将所述烟雾箱的框架隔着所述铝板上的FEP膜架设在所述铝板上，并通过聚四氟乙烯螺钉穿透所述FEP膜将所述框架整体固定在所述铝板上；将FEP膜制成的没有底的烟雾箱箱体折叠后穿过所述框架间的间隙放置到所述框架内部并撑开，将所述烟雾箱箱体的下部边缘和所述铝板表面的FEP膜重叠并用压条安装在所述铝板周边；从所述铝板下方将所述人员进出口所在位置处的法兰盖打开，安装人员进入所述烟雾箱箱体并将其撑开，将所述烟雾箱箱体的侧边和顶部分别通过聚四氟乙烯螺钉和压条安装在所述框架上；所述烟雾箱箱体安装完毕，施工人员对所述烟雾箱箱体内部使用无尘纸或无尘布和高纯水进行清洁，最后从所述人员进出口退出并盖上法兰盖；最后通过所述清洁空气入口和出口向所述烟雾箱中充洁净空气，然后通过所述采样口检测箱内气体的清洁程度。利用示踪剂(包括且不限于六氯化硫(SF6))浓度变化，检查所述烟雾箱的漏洞并修补直至达标。优选地，所述铝板大于所述开口。优选地，安装所述铝板之前，事先在所述铝板的正反两面比照所述开口的大小画上了相应的线条，正反两面的线条位置相同。优选地，将所述烟雾箱的框架架设在所述铝板上方位于所述开口的区域范围内是通过将所述框架架设在所述铝板正面的线条范围之内实现的。本发明完整详细的介绍了室外光化学综合实验系统的烟雾箱的结构、安装、调试等细节，可供本领域技术人员借鉴实施，无需花费任何创造性劳动。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，图1显示的是根据本发明的室外光化学综合实验系统的拓扑结构示意图；图2显示的是根据本发明的一个具体实施例的室外光化学综合实验系统的分解透视图；图3显示的是图2中烟雾箱的详细结构分解透视图4显示的是防护罩合拢状态示意图；图5显示的是防护罩打开状态示意图。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照
本发明的具体实施方式
。其中，相同的部件采用相同的标号。图1显示的是根据本发明的室外光化学综合实验系统的拓扑结构示意图，如图所示，本发明的室外光化学综合实验系统包括烟雾箱1、防护罩2、冷凝装置3、清洁空气装置4和实验分析装置5共五大部分，其中烟雾箱I为整个系统的核心设备，整个综合实验系统的其它四个部分都围绕烟雾箱I来设计设置，也就是说，防护罩2、冷凝装置3、清洁空气装置4和实验分析装置5均分别与烟雾箱I相连。图2显示的是根据本发明的一个具体实施例的室外光化学综合实验系统的分解透视图，如图所示，本发明的室外光化学综合实验系统中，烟雾箱I设置于一个混凝土建筑物6的屋顶61上，也就是裸露于所述混凝土建筑物6的室外。采用混凝土建筑物6的目的在于提供牢固的支撑，并充分利用混凝土建筑的隔热、隔音特性，避免金属支撑结构导热过快以及隔音效果差对实验结果和环境的影响。屋顶61上具有一个矩形的开口 62，所述开口 62由一块铝板63密封覆盖，即所述铝板63大于所述开口 62，铝板63的边缘与所述屋顶61的外表面紧密贴合。烟雾箱I整体设置于所述铝板63上方，并位于所述开口 62的区域范围内。为便于定位，安装铝板63之前，事先就在铝板63的正反两面比照开口 62的大小画上了相应的线条621，正反两面的线条位置应当相同。将烟雾箱I设置于铝板63上方的好处是可以方便在铝板63的下方设置冷凝装置3等结构(图中未显示)；同时由于铝板63容易加工，便于在铝板63上设置各种开口和密封盖，例如清洁空气入口 42和出口 43、人员进出口 633、采样口 634等(参见图3)。如图3所示，其中显示的是图2中烟雾箱I的详细结构分解透视图，烟雾箱I由框架11及由其支撑的透明薄膜制成的烟雾箱箱体12构成，阳光可以透过透明薄膜制成的烟雾箱箱体12照射到烟雾箱I中，从而可以在烟雾箱I的内部获得适于模拟光化学污染的实验环境。在一个优选实施例中，烟雾箱箱体12由透光性良好的FEP (氟化乙烯丙烯共聚物)膜制成，FEP膜温度适应范围广，可耐受通常的低温和高温环境而不易变性，可长期适用于室外环境。图3中，紧贴着整个框架11内侧全部都支撑着烟雾箱箱体12，由于烟雾箱箱体12是透明的，难以通过视图表达出来，但是本领域技术人员根据文字描述应当很容易就可理解。由于烟雾箱I裸露于室外，为避免烟雾箱I受到风沙雨雪等恶劣环境的影响而破坏，在烟雾箱I的外侧设置有防护罩2 (图3中省略了，参见图2、4、5)，所述防护罩2为可折叠的扇叶形结构，实验的时候可以折叠收缩(图5)，露出烟雾箱1，平时不实验的时候可以展开合拢(图4)，将烟雾箱I遮蔽于防护罩2内部。冷凝装置3 (图3中未显示)设置位于烟雾箱I下方的铝板63的下方，包括冷凝管、冷凝机组等结构，用于对烟雾箱I中的环境温度进行调节，同时使烟雾箱I内部的温度尽量保持均匀一致。烟雾箱I每次进行实验前，需要将烟雾箱I中的气体全部转换成洁净空气，以防止烟雾箱I中已有的气体对实验结果造成干扰。因此在本发明的室外光化学综合实验系统中，设置有可提供洁净空气的清洁空气系统4，如图3所示，所述清洁空气系统4对空气进行净化，然后通过管道循环流过烟雾箱I底部设置的清洁空气入口 42和出口 43，以对烟雾箱I进行彻底净化。所述清洁空气系统4可以采用市售的清洁空气系统，例如美国生产的AADC0737系列清洁空气发生系统等。实验分析装置5设置于烟雾箱I下方的混凝土建筑物6中(图中未显示)，包括气相色谱质谱联用分析仪、带长光程光学吸收池的傅立叶红外分析仪、常规气态污染物在线分析仪、电迁移率颗粒物粒径谱仪及带光离子检测器的色谱分析仪等分析设备，可实现对常规气态污染物、痕量氮氧化物、常见有机污染物和细粒子的在线分析，及针对可挥发性有机污染物的半在线分析。实验分析装置5通过烟雾箱I下的铝板63上的采样孔634与箱内环境连接。下面参照附图详细说明根据本发明的一个具体实施例的用于室外光化学综合实验系统的烟雾箱的安装方法，在本实施例中，如前所述，室外光化学综合实验系统包括烟雾箱1、防护罩2、冷凝装置3、清洁空气装置4和实验分析装置5共五大部分，其中所述防护罩
2、冷凝装置3、清洁空气装置4和实验分析装置5均分别与所述烟雾箱I相连(图1)，烟雾箱I设置于一个混凝土建筑物6的屋顶61上(图2)，具体安装方法包括如下步骤:如图1-3所示，首先，在屋顶61上设置一个矩形的开口 62，将一块铝板63密封覆盖所述开口 62，在所述铝板63的上表面覆盖一层FEP膜(未显示)。如前所述，由于铝板63需要密封覆盖所述开口 62，所以铝板63要大于所述开口 62，为便于定位，安装铝板63之前，事先就在铝板63的正反两面比照开口 62的大小画上了相应的线条621，正反两面的线条位置应当相同。当铝板63覆盖到开口 62上之后，从开口 62下方观察铝板63背面的线条是否对准了开口 62的边缘，以此调节铝板63的位置，使铝板63依照设计位于正确的位置处。铝板63上至少设置有清洁空气入口 42和出口 43、人员进出口 633以及采样口634 ;将清洁空气入口 42和出口 43、人员进出口 633以及采样口 634位置处的FEP膜利用工具划开相应的圆孔，并将开孔处FEP膜与所述铝板63以聚四氟乙烯(PTFE)胶带紧密粘合；在所述圆孔位置设置用FEP膜包裹的法兰盖，将所述法兰盖通过聚四氟乙烯螺钉固定在所述铝板63上。之后，在所述铝板63的上方位于所述开口 62的区域范围内，将所述烟雾箱I的框架11隔着所述铝板63上的FEP膜架设在所述铝板63上，并通过聚四氟乙烯螺钉穿透所述FEP膜将所述框架11整体固定在所述铝板63上。本步骤中，由于铝板63正反两面都画有标示开口 62位置的线条621，因此，当铝板63安装定位之后，铝板63正面的线条621所在的位置正好就是铝板63相反的开口 62所在的位置；此时将烟雾箱I的框架11架设在铝板63上方位于开口 62的区域范围内就变得很简单了:只要将框架11架设在铝板63正面的线条范围之内就可以了。然后，将FEP膜制成的没有底的烟雾箱箱体12折叠后穿过所述框架11间的间隙放置到所述框架11内部并撑开，将所述烟雾箱箱体12的下部边缘和所述铝板表面的FEP膜重叠并用压条(图中未示出)安装在所述铝板63的周边。再之后，从所述铝板63下方将所述人员进出口 633所在位置处的法兰盖打开，安装人员通过人员进出口 633进入所述烟雾箱箱体12内并将其撑开，将所述烟雾箱箱体12的侧边和顶部分别通过聚四氟乙烯螺钉和压条(图中未示出)安装在所述框架11上。所述烟雾箱箱体12安装完毕，施工人员对所述烟雾箱箱体12内部使用无尘纸或无尘布和高纯水进行清洁，最后从所述人员进出口 633退出并盖上法兰盖。无尘纸或无尘布用高纯水浸湿，用于擦拭并粘除灰尘颗粒。使用无尘纸或无尘布可避免掉落的细颗粒对箱体造成污染，使用高纯水可避免挥发性有机物或无机离子对箱体造成污染。最后通过所述清洁空气入口和出口向所述烟雾箱I中充洁净空气，然后通过所述采样口检测箱内气体的清洁程度。利用示踪剂(包括且不限于六氯化硫(SF6))浓度变化，检查所述烟雾箱的漏洞并修补直至达标。以上介绍的是烟雾箱I的基本安装过程，烟雾箱I安装完成之后，还需要进一步在建筑物6和烟雾箱I中设置与冷凝装置3，清洁空气装置4，实验分析装置5等相关是结构设备等，另外，还需要在烟雾箱I的外侧设置防护罩2等。本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种用于室外光化学综合实验系统的烟雾箱的安装方法，所述室外光化学综合实验系统包括烟雾箱(I)、防护罩(2)、冷凝装置(3)、清洁空气装置(4)和实验分析装置(5)共五大部分，其中所述防护罩(2)、冷凝装置(3)、清洁空气装置(4)和实验分析装置(5)均分别与所述烟雾箱(I)相连，所述烟雾箱(I)设置于一个混凝土建筑物(6)的屋顶(61)上，其特征在于，所述安装方法包括如下步骤: 在所述屋顶(61)上设置一个矩形的开口(62)，将一块铝板(63)密封覆盖所述开口(62)，在所述铝板(63)的上表面覆盖一层FEP (氟化乙烯丙烯共聚物)膜。
所述铝板(63 )上至少设置有清洁空气入口和出口、人员进出口以及采样口 ；将所述清洁空气入口和出口、人员进出口以及采样口位置处的FEP膜利用工具划开相应的圆孔，并将开孔处FEP膜与所述铝板(63)以聚四氟乙烯(PTFE)胶带紧密粘合；在所述圆孔位置设置用FEP膜包裹的法兰盖，将所述法兰盖通过聚四氟乙烯螺钉固定在所述铝板(63)上。
在所述铝板(63)的上方位于所述开口(62)的区域范围内，将所述烟雾箱(I)的框架(11)隔着所述铝板(63)上的FEP膜架设在所述铝板(63)上，并通过聚四氟乙烯螺钉穿透所述FEP膜将所述框架(11)整体固定在所述铝板(63 )上。
将FEP膜制成的没有底的烟雾箱箱体(12)折叠后穿过所述框架(11)间的间隙放置到所述框架(11)内部并撑开，将所述烟雾箱箱体(12)的下部边缘和所述铝板表面的FEP膜重叠并用压条安装在所述铝板周边。
从所述铝板下方将所述人员进出口所在位置处的法兰盖打开，安装人员进入所述烟雾箱箱体(12)并将其撑开，将所述烟雾箱箱体(12)的侧边和顶部分别通过聚四氟乙烯螺钉和压条安装在所述框架(11)上。
所述烟雾箱箱体(12)安装完毕，施工人员对所述烟雾箱箱体(12)内部使用无尘纸或无尘布和高纯水进行清洁，最后从所述人员进出口退出并盖上法兰盖。
最后通过所述清洁空气入口和出口向所述烟雾箱(I)中充洁净空气，然后通过所述采样口检测箱内气体的清洁程度。利用示踪剂(包括且不限于六氯化硫(SF6))浓度变化，检查所述烟雾箱的漏洞并修补直至达标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝板大于所述开口。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，安装所述铝板之前，事先在所述铝板的正反两面比照所述开口的大小画上了相应的线条，正反两面的线条位置相同。
4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，将所述烟雾箱的框架架设在所述铝板上方位于所述开口的区域范围内是通过将所述框架架设在所述铝板正面的线条范围之内实现的。
全文摘要
本发明提供了一种用于室外光化学综合实验系统的烟雾箱的安装方法，所述方法详细描述了将所述烟雾箱设置在建筑物屋顶上的步骤，以及将FEP膜制成的烟雾箱箱体固定在烟雾箱的框架上的步骤，还描述了烟雾箱箱体安装完毕之后清洁以及测试的步骤。本发明所提供的安装方法，完整而详细的介绍了室外光化学综合实验系统的烟雾箱的结构、安装、调试等细节，可供本领域技术人员借鉴实施，无需花费任何创造性劳动。
文档编号E04G21/14GK103195257SQ20131012502
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者王学中, 柴发合, 李红, 张玮琦, 张玉洁, 曹冠, 刘春山 申请人:中国环境科学研究院