一种快速测试降尘剂润湿度的装置与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种降尘剂湿润度的测试装置与方法，具体是一种快速测试降尘剂润 湿度的装置与方法，属于粉尘防治领域。
【背景技术】
[0002] 粉尘是矿山、建筑、建材、冶金等行业的主要职业危害，严重危害工人的身体健康， 水喷雾等是目前防治粉尘最常用的技术，但由于水的表面张力较大，达72mN/m且呼吸性粉 尘大多具有疏水性，因此降尘效率较低。向水中加入降尘剂而降低溶液的表面张力、增加粉 尘的亲水性是提高喷雾降尘效果的一条重要途径。但由于缺乏可以综合测试降尘剂润湿性 能的装置与方法，仅仅测试沉降时间、接触角等单一参数，不能真实反映降尘剂的润湿性 能，导致所配制出的降尘剂溶液润湿效果参差不齐;此外，现有研究在降尘剂润湿粉尘性能 测试中还缺少经济成本的考虑，导致降尘剂制备成本高，应用面受到较大制约。为此，申请 者采用润湿速度作为基础参数、接触角作为优选参数、临界胶束浓度作为经济成本参数，提 出综合表征降尘剂润湿性能的参数一一润湿度F avc，但还需要发明相应的测试装置和方法。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种快速测试降尘剂润湿度的装置与 方法，综合接触角、润湿速度和临界胶束浓度等参数的优点，提出润湿度及其测试方法与 测定装置，快捷、安全、高效经济，解决现场除尘中对降尘剂的选择困难、成本高的问题。
[0004] 为了实现上述目的，一种快速测试降尘剂对粉尘润湿度的装置，包括接触角测试 部分、润湿速度测试部分、表面张力测试部分和计算机处理部分； 所述接触角测试部分包括压力传输线、螺旋旋钮、可升降式连杆、压敏传感器、盛液皿、 可升降送片管、缓冲台、厚度调节器、隔离柱、直径调节器、模具、压力调节器、钢制导管和V 阀门；V阀门位于进料槽的底部位置，在钢制导管的一端设有模具，模具上设压力调节器，模 具的底端依次连接有直径调节器、隔离柱、厚度调节器和缓冲台，缓冲台上设有起调节作用 的升降阀，可升降送片管延伸至盛液皿底部;盛液皿位于压敏传感器上，通过可升降式连杆 支撑，可升降式连杆上有螺旋旋钮，压敏传感器通过压力传输线连接于计算机处理部分； 所述的润湿速度测试部分包括I阀门、玻璃导管、全固定式液槽、支撑底座、液位传输 线、液位传感器和连接插口； I阀门位于进料槽底部，全固定式液槽连接有玻璃导管并依靠 支撑底座支撑，全固定式液槽中部设有液位传感器，通过液位传输线连接于计算机处理部 分，液位传输线与液位传感器依靠连接插口连接，在全固定式液槽的另一侧底端安装有IV 阀门； 所述的表面张力测定部分包括测试按钮、反转按钮、微型电机、金属保护罩、表面张力 传感器、数据传输口、数据处理芯片、支撑杆、金属丝、铂圆环、表面张力传输线、玻璃槽、II 阀门、III阀门和导液管;金属保护罩通过支撑杆进行支撑，其外设有测试按钮和反转按钮， 控制内部微型电机的正反转，其内部含有表面张力传感器连接金属丝，金属丝的下端连接 有铂圆环，表面张力传感器另一端通过数据传输口连接数据处理芯片，其所测得的表面张 力值在数据处理芯片中处理后，经表面张力传输线连接于计算机处理部分，玻璃槽的底部 装有用于排放降尘剂溶液的II阀门和III阀门，玻璃槽和全固定式液槽通过导液管连接。
[0005] 进一步地，所述盛液皿内设有微型液位传感器。
[0006] 本发明还给出一种利用上述装置测试降尘剂润湿度的方法，包括以下步骤： a. 取采自产尘点的粉尘，筛选出直径小于1.0 _的粉尘试样，将筛选出的粉尘试样干 燥处理，并直接倒入进料槽中，然后将制配好的降尘剂溶液分别加入到玻璃槽、全固定式液 槽和盛液皿中； b. 打开IV阀门，使进料槽中的部分粉尘经钢制导管流入模具中，打开压力调节器，对粉 尘进行加压制片，粗加工制得的尘片直接落入直径调节器中，使其制成直径范围1 〇mm~ 20mm的尘片，之后落入厚度调节器调节尘片厚度范围达到1mm~3mm，手动调节升降阀，将尘 片经可升降送片管送至缓慢送至盛液皿中，其底部的压敏传感器记录下放入尘片前后的读 数Fi、F 2，同时微型液位传感器将液位信息传给压敏传感器，并经压力传输线传入计算机处 理部分中，盛液皿以及其中的降尘剂溶液质量为mi，尘片质量为m2，根据公式：
式中：P-润湿周长F -表面张力；设沒一接触角;丨P Ip -液体与空气的密度差； Vdisp-尘片浸入液体的体积；
c. 在进行步骤b的同时，开始进行表面张力测定，按下测试按钮，使微型电机开始工 作，将铂圆环浸没在液面以下，停止微型电机，使其反转，将铂圆环缓慢拉出液面，这时，表 面张力传感器上会记录下该降尘剂溶液的表面张力值，并通过表面张力传输线传输到计算 机处理部分中； d. 待步骤b、c完成后，依次扭动III阀门和II阀门，使降尘剂溶液由玻璃槽流入全固定 式液槽中，液体不再流动后，依次关闭II阀门和III阀门，打开I阀门，使进料槽中剩下的粉 尘经玻璃导管进入到全固定式液槽中，在粉尘浸入降尘剂溶液过程中，液位传感器不断将 液位信息通过液位传输线传入计算机处理部分中，待液位传感器的电流信号不再变化时， 计算机显示润湿速度； e. 重复b、c、d步骤5~7次，将每次得到的接触角和润湿速度去除最大值与最小值，求 取均值得到根据每次得到的表面张力值与对应的浓度，得到表面张力一浓度图，在性 质突变的拐点处所对应的浓度即为临界胶束浓度c，并在计算机中输出； f. 根据计算得到的润湿度Fav。值，对降尘剂润湿粉尘性能进行等级划分，判据如下： I级：Favc；>8.1，润湿性能优； II级：3.2<Favc < 8.1，润湿性能良； III级：1.8<Favc < 3.2，润湿性能中； IV级：Fav。< 1.8，润湿性能差。
[0007] 与现有技术相比，本发明提出了一套可以将接触角、润湿速度和临界胶束浓度全 部测定的装置与方法，所有测定过程在同一套仪器设备上完成，避免了设备故障等时间、空 间上的不确定因素，达到快速测试降尘剂润湿性能的目的，测试省时省力;本发明采用高灵 敏度的压敏传感器、液位传感器和表面张力传感器，利用计算机进行数据计算和图像处理， 减少了测量误差，最大化地去除了人为操作失误，使测试结果更加准确;此外，本发明将经 济成本问题一并考虑，采用临界胶束浓度作为成本参数，润湿速度作为基础参数，接触角作 为优选参数，全面、综合地测试润湿性能，有利于优选出润湿性能最优的降尘剂溶液，更加 有助于对降尘剂溶液的选择，有利于现场应用。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明一种快速测试降尘剂润湿度的装置与方法结构示意图； 图2是本发明中压片结构部分的剖面示意图； 图3是本发明中计算机处理部分工作流程图。
【具体实施方式】
[0009] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细说明。
[0010] 如图1和图2所示，本发明一种快速测试降尘剂润湿度的装置，包括接触角测试部 分33、润湿速度测试部分4、表面张力测试部分12和计算机处理部分24。接触角测试部分33 包括压力传输线29、螺旋旋钮30、可升降式连杆31、压敏传感器32、盛液皿35、可升降送片管 36、缓冲台37、厚度调节器39、隔离柱40、直径调节器41、模具42、压力调节器43、钢制导管44 和V阀门45,它是这样实现的:V阀门45位于进料槽1的底部，钢制导管44的一端设有模具42， 通过螺栓连接，模具42上设压力调节器43,模具42的底端依次连接有直径调节器41、隔离 柱40、厚度调节器39和缓冲台37,缓冲台37上设有升降阀38,具有调节作用，可升降送片管 36可以延伸至盛液皿35底部。压敏传感器32位于盛液皿35之下，通过压力传输线29连接于 计算机处理部分24,可升降式连杆31上有螺旋旋钮30,具有调节作用;所述的润湿速度测试 部分4包括I阀门2、玻璃导管3、全固定式液槽23、支撑底座25、液位传输线26、液位传感器27 和连接插口28,它是这样实现的：1阀门2位于进料槽1底部，封住玻璃导管3,需要进料时，打 开I阀门2，粉料流入玻璃导管3中，玻璃导管3的底端连接着全固定式液槽23，全固定式液槽 23依靠支撑底座25紧密支撑，以防止液体发生波动，在液槽的中部放有液位传感器27,并通 过液位传输线26连接于计算机处理部分24，在全固定式液槽23的另一侧底端安装有IV阀门 22,控制降尘剂溶液的流入;所述的表面张力测定部分12包括测试按钮5、微型电机11、金属 保护罩6、表面张力传感器7、数据传输口 9、数据处理芯片10、支撑杆13、金属丝14、铂圆环 15、表面张力传输线16、玻璃槽18、II阀门20、III阀门17和导液管21，它是这样实现的:金属 保护罩6依靠支撑杆13进行支撑，金属保护罩6外设测试按钮5和反转按钮8，控制内部微型 电机11的正反转，表面张力传感器7位于金属保护罩6内部并直接连接金属丝14,金属丝14 的下端连接有铂圆环15,表面张力传感器7另一端连接数据传输口 9与数据处理芯片10相 连，所测表面张力值在数据处理芯片10中处理后，经表面张力传输线16传输于计算机处理 部分24，固定底座19装有玻璃槽18盛液，底部装有II阀门20和III阀门17，用于排放降尘剂 溶液。
[0011] -种利用上述装置进行降尘剂对粉尘润湿度的快速测试方法，其步骤如下：首先 取采自产尘点的粉尘，筛选出直径小于1.0 mm的粉尘试样，将筛选出的粉尘试样干燥处理， 干燥后直接倒入进料槽1中，然后将制配好的降尘剂溶液分别加入到玻璃槽18、全固定式液 槽23和盛液皿35中；打开IV阀门22,使进料槽1中的