一种便携式污染源稀释通道气溶胶采样装置及流化舱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种便携式污染源稀释通道气溶胶采样装置及流化舱，属于环保监测仪器领域。
【背景技术】
[0002]从污染源排放管道(以下简称管道)中采集气溶胶样品时，由于管道内气体的湿度、温度比环境湿度、温度高，在采样系统中会发生许多动力学物理化学动态过程(成核作用、凝结作用、压缩作用等)和化学过程，影响采样结果。为避免采样过程中样气中颗粒物的粒径变化及样气成分变化，得到有代表性的监测结果，必须把管道中高温、高湿和高浓度样气的温度、湿度和浓度降低后采样。
[0003]从管道中采集特定粒径的气溶胶样品送至化验室自动分析仪器分析的过程中，需要的技术措施还包括:实施等速采样技术采集管道中的气溶胶样品；应用颗粒物切割器将特定粒径的颗粒物从样气中分离出来；将采集到的气溶胶样品盛在一个容器中带回化验室分析，期间，颗粒物样品在容器中应处于悬浮状态。现有技术不能同时完成上述要求。
[0004]已有的技术是:
[0005]1.用射流技术将样气从管道内取出后稀释，使样气湿度、温度、浓度降低后采集样品，缺点是采用射流技术时，采样流速不能跟踪管道内气体流速变化。因此，无法实现等速米样。
[0006]2.现有的烟尘采样器能利用等速采样技术采集颗粒物样品，但不能将颗粒物按粒径分离，且不能解决高温、高湿样气结露问题。因此，现有技术不能将特定粒径的颗粒物样品从样气中分离出来，无法采集特定粒径的颗粒物样品。
[0007]3.利用颗粒物切割器分离样气中的特定颗粒物，要求进入颗粒物切割器的样气流速恒定，而等速采样时，须自动跟踪管道内气体流速的变化，实施等速采样，即当管道内气体流速变化时，进入颗粒物切割器的样气流速也变化，因而分离出的颗粒物粒径是不确定的，且随样气流速变化而变化，不能获得理想的样品。
[0008]4.利用气袋采集气溶胶样品，由于采样现场至化验室距离较远，将样品从现场送至化验室一般需要2~3个小时，在运输过程中，样气中的颗粒物因重力沉降原因沉降在气袋内。因此，无法为分析仪器提供足够的悬浮样品。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术所存在的不足，提供一种便携式污染源稀释通道气溶胶采样装置及流化舱，利用皮托管等速采样原理，利用稀释器、颗粒物切割器、循环气回路及压力、差压、温度、流量传感器和单片机测控技术，能实现管道内样气等速采样和颗粒物恒流分离的功能，将管道内的气溶胶样品采集到流化舱内，在流化舱内，气溶中胶颗粒物样品克服了重力沉降作用，悬浮于流化舱内。
[0010]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种便携式污染源稀释通道气溶胶采样装置及流化舱，包括:采样嘴、采样管、皮托管、加热装置、稀释器、颗粒物切割器、流化舱、干燥器、过滤器、三通、电磁阀、抽气栗、循环气回路、单片机、管道温度传感器Ts、管道压力传感器Ps、皮托管差压传感器Λ P1、温度传感器Tg、温度传感器Τ。、压力传感器P。、流量传感器Q。、压力传感器匕、流量传感器A、键盘、显示器、通讯接口 ；所述采样嘴、采样管、稀释器、颗粒物切割器、流化舱、干燥器、过滤器、流量传感器Q。、三通、流量传感器Qp电磁阀、抽气栗依次串联。
[0011 ] 进一步的，所述皮托管与管道压力传感器Ps、皮托管差压传感器Λ P1联接；所述管道温度传感器Ts、管道压力传感器Ps、皮托管差压传感器Λ P1均与单片机电联接。
[0012]进一步的，所述采样管可由内抛光不锈钢管或玻璃制成，采样管一端接采样嘴，另一端接稀释器；采样管外壁上安装加热装置和温度传感器Tg;所述温度传感器T g与单片机电联接；所述加热装置对采样管内样气进行加热保温，防止管道内高温、高湿的样气在采样管内壁上降温冷凝，使样气的形态和成分发生变化。
[0013]进一步的，所述稀释器由样气进气口、稀释气进气口、出气口及外壳组成；样气进气口伸入稀释器内部；稀释气进气口安装在外壳上，与稀释器内部相通；出气口安装在端盖上，与稀释器内部相通。
[0014]进一步的，稀释器的样气进气口与采样管相接，稀释气进气口接循环气回路，出气口接颗粒物切割器。
[0015]进一步的，所述颗粒物切割器入口处安装有温度传感器Τ。、压力传感器P。，所述温度传感器Τ。、压力传感器P。均与单片机电联接。
[0016]进一步的，所述流化舱是一个中空的密闭容器，流化舱内安装有风扇，流化舱进气管上安装有进气阀，流化舱出气管上安装有出气阀。
[0017]进一步的，所述循环气回路中安装有循环栗，循环栗的出气口通过管路接在稀释器的稀释气进气口上，循环栗的进气口通过管路并联于三通上；经过干燥器、过滤器干燥过滤的干态稀释气体在循环栗的作用下，由循环气回路进入稀释器内，将样气稀释，使样气的湿度、温度降低，避免样气进入颗粒物切割器时样气成分及颗粒物的形态发生变化。
[0018]进一步的，所述压力传感器匕安装在流量传感器Qr前，所述电动阀安装在抽气栗前；所述流量传感器Q。、压力传感器匕、流量传感器Qp电磁阀均与单片机电联接。
[0019]进一步的，所述键盘、显示器、通讯接口、抽气栗以及循环栗均与单片机电联接。
[0020]进一步的，等速采样是这样实现的:由皮托管将管道内的动压、静压经管道压力传感器Ps、皮托管差压传感器Λ P1传至单片机，单片机根据皮托管差压传感器Λ P 量值计算出管道内的流速，并根据采样嘴的直径及管道内温度传感器Ts测得的温度值计算出等速采样流量值q/，控制抽气栗的转速，使通过流量传感器A的流量值Q/与等速采样流量值q/相等，实施等速采样。
[0021]进一步的，颗粒物恒流分离是这样实现的:在选用颗粒物切割器后，工作点流量值q。就固定确定了，因此，要求通过颗粒物切割器的气体流量值是恒定的，此值通过单片机控制抽气栗和循环栗的转速实现。颗粒物切割器工作点流量q。等于等速采样流量值q/与循环气回路流量值1之和，即q。= q/+ qx，其中:q/值是等速采样流量值，q。值是由单片机根据流量传感器Q。测得的流量值、温度传感器T。测得的温度值和压力传感器P。测得的压力值计算出的。采样时，在抽气栗和循环栗的作用下，管道中的样气经采样嘴、采样管进入稀释器内，与此同时，由循环回路提供的稀释气体经稀释气进气管进入稀释器内，将样气稀释，经稀释的样气经稀释器的出气管进入颗粒物切割器，单片机根据设定的颗粒物切割器工作流量点q。和等速采样流量值q/之差qx=q。- q/，控制循环栗的转速，使通过流量传感器Q。的流量值与设定的工作点流量q。相等，实现颗粒物恒流分离。
[0022]本实用新型的有益效果是:1、利用稀释器可将高湿、高温、高浓度的气体处理后，采集到气溶胶样品；2、利用颗粒物切割器可除去大粒径的颗粒物，实现颗粒物恒流分离，将气溶胶样品采集到流化舱内；3、流化舱可使采集到的气溶胶中颗粒物样品克服重力沉降作用处于流动状态，悬浮于流化舱内；4、能实现等速采样，可计算出管道污染物的总排放量；
5、重量轻、方便携带、操作简单、自动化智能化水平高。本实用新型的装置也适用于采集管道内的有害气体、烟尘、SVOCs样品及环境空气。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的结构原理示意图；
[0024]图2是本实用新型的稀释器结构示意图。
[0025]1.采样嘴；2.采样管；3.皮托管；4.加热装置；5.管道温度传感器Ts;6.管道道压力传感器Ps;7.皮托管差压传感器Λ P 1;8.温度传感器Tg;9.稀释器；10.温度传感器Tc；ll.压力传感器h;12.颗粒物切割器；13.进气阀；14.流化舱；15.风扇；16.出气阀；17.干燥器；18.过滤器；19.流量传感器A;20.三通；21.压力传感器P^22.流量传感器Qr;23.电磁阀；24.抽气栗；25.循环气回路；26.循环栗；27.单片机；28.键盘；29.显示器；30.通讯接口 ；31.样气进气口 ；32.稀释气进气口 ；33.外壳；34.出气口。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图1、附图2及实施例对本实用新型进一步说明。
[0027]如图1、图2所示，一种便携式污染源稀释通道气溶胶采样装置及流化舱，包括:采样嘴1、采样管2、皮托管3、加热装置4、稀释器9、颗粒物切割器12、流化舱14、干燥器17、过滤器18、三通20、电磁阀23、抽气栗24、循环气回路25、单片机27、管道温度传感器Ts 5、管道压力传感器Ps 6、皮托管差压传感器Λ P1 7、温度传感器Tg 8、温度传感器Τ。10、压力传感器P。11、流量传感器Q。19、压力传感器P1^ 21、流量传感器Qr 22、键盘28、显示器29、通讯接口 30 ;所述采样嘴1、采样管2、稀释器9、颗粒物切割器12、流化舱14、干燥器17、过滤器18、流量传感器Q。19、三通20、流量传感器Qr 22、电磁阀23、抽气栗24依次串联。
[0028]皮托管3与管道压力传感器Ps 6、皮托管差压传感器Λ P1 7联接；管道温度传感器!； 5、管道压力传感器匕6、皮托管差压传感器AP1 7均与单片机27电联接，用于测量管道的温度、动压、静压、流速等参数。
[0029]采样管2内壁光滑，以减少样品的壁损失，可用内抛光不锈钢管或玻璃制成，采样管2 —端接采样嘴1，另一端接稀释器9 ;采样管2外壁上安装加热装置4和温度传感器Tg8，温度传感器Tg 8与单片机27电联接。工作时，在抽气栗24的作用下，样气从管道中通过采样嘴1、采样管2进入稀释器9内，为防止管道内高温、高湿的样气在采样管2内壁上降温冷凝，使样气的形态和成分发生变化，加热装置4对采样管2内样气进行加热保温。根据温度传感器Tg 8测得的采样管2内样气温度，单片机27测控加热装置4加热或停止加热，使采样管2内温度值与管道温度传感器Ts