专利名称：大气颗粒物自动监测系统的校准装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环境保护、计量测试技术领域，具体指基于微量
振荡天平法的一种大气颗粒物浓度自动监测系统(TE0M法)的校准 装置。
背景技术：
由于人所共知的原因，人类生存环境的空气质量受到了严重的破 坏。关于大气颗粒物对环境的影响研究和评价，不仅是以人体健康为 中心的公害型污染的区域环境问题，还与全球变暖、酸雨、平流层臭 氧破坏等重大全球环境问题相关。因此，关于大气颗粒物的监测一直 是大气环境研究中最前沿领域之一。
通常监测颗粒物浓度有滤膜称重法、光散射法、压电晶体法、 射线吸收法、微量振荡天平法等。其中，微量振荡天平法是基于微量 振荡天平的原理，由力学原理可知，物体的质量与其固有频率的平方 成反比，当物体的质量发生变化时，其固有频率也发生相应的变化。 这种方法测量直接，与颗粒物粒径颜色等等无关，而且颗粒物不接触 石英振荡管基本不需要清洗，是目前推广应用最多的一种测量颗粒物
的方法。2008年奥运会监测颗粒物的方法也采用了微量振荡天平法。 自2003年来，上海全面采用微量振荡天平法，并在全市范围内 配置50多台套大气颗粒物中颗粒物质量浓度监测环境污染程度。但，特别是在线自动环境监测 方面存在在线自动环境监测仪器缺少标准物质而不能进行检定/校 准以及没有完全适用的检定规程/校准方法；由于监测对象的流动、 变化，在线自动环境监测仪器处于连续长期工作。因这些问题的存在， 直接影响环境监测数据的准确性和客观性。
发明内容
本实用新型的目的是解决上述现有技术存在的不足，并提供用来 对基于微量振荡天平法的大气颗粒物浓度自动监测系统(TE0M法) 进行校准的装置。
本装置基于通过对频率、流量、温度、大气压、时间等决定质量 浓度的关键性指标的校准，继而达到对颗粒物质量浓度的校准的原 理，将由模拟信号发生器产生的模拟信号通过数据转换器和数据综合 处理器，以及采用无损数据采集转换技术将信号取出，经隔离放大整 形处理，输入至由高稳频率标准同步的数字频率计直接校准，在不影 响大气颗粒物自动监测系统(TEOM法)正常工作情况下，进行在线 实时校准，通过校准频率信号的方式校准颗粒物质量浓度。
本校准装置如附图1所示，由数据转换器分别与模拟信号发生 器、频率计数器作电信号的传输连接，与大气颗粒物自动监测系统的 测量单元和控制单元作电信号的传输连接；数据综合处理器分别与频 率计数器、标准流量计A、标准流量计B、标准温度计、标准大气压 力计、计时器及大气颗粒物自动监测系统控制单元作电信号的传输连接，以及与电源部件作电的连接所构成。
根据校准方案要求本校准装置可采取不同的连接方式，实现初始 频率测量工作和工作频率测量工作。
测量初始频率的连接方式，由数据转换器分别与频率计数器作电 信号的传输连接，与大气颗粒物自动监测系统的测量单元和控制单元
作电信号的传输连接；数据综合处理器分别与频率计数器、标准流量 计A、标准流量计B、标准温度计、标准大气压力计、计时器及大气 颗粒物自动监测系统的控制单元作电信号的传输连接，以及与电源部 件作电的连接所构成。
测量工作频率的连接方式，由数据转换器分别与模拟信号发生 器、频率计数器作电信号的传输连接，与大气颗粒物自动监测系统的 控制单元作电信号的传输连接；数据综合处理器分别与频率计数器、 标准流量计A、标准流量计B、标准温度计、标准大气压力计、计时 器及大气颗粒物自动监测系统的控制单元作电信号的传输连接，以及 与电源部件作电的连接所构成。
装置也可以用于检测大气颗粒物浓度自动监测系统(TE0M法) 的质量浓度示值误差和质量浓度重复性、质量浓度稳定性。
所述数据综合处理器还能将流量校准数据、温度校准数据和时间 校准数据进行编辑后直接打印。
装置具有结构新颖，使用方便，测量快捷，提高在线监测数据的 准确性和客观性等特点。
图1为本实用新型大气颗粒物自动监测系统的校准装置连接框
图5
图2为本实用新型校准装置测量初始频率状态连接框图； 图3为本实用新型校准装置测量工作频率状态连接框图； 图4为本装置数据转换器1测量初始频率状态连接框图； 图5为本装置数据转换器1测量工作频率状态连接框图。 图中1-数据转换器；2-数据综合处理器；3-模拟信号发生器； 4-频率发生器。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的如下描述
本实用新型大气颗粒物自动监测系统的校准装置(如附图1所 示)，其包括
数据转换器1分别与模拟信号发生器3、频率计数器4作电信号 的传输连接，与大气颗粒物自动监测系统的测量单元和控制单元作电 信号的传输连接；数据综合处理器2分别与频率计数器4、标准流量 计A、标准流量计B、标准温度计、标准大气压力计、计时器及大气 颗粒物自动监测系统的控制单元作电信号的传输连接，以及与电源部 件作电的连接所构成。
根据校准方案要求本校准装置可采取不同的连接方式，实现初始频率测量工作和工作频率测量工作。
实施例l:测量初始频率的连接方式(如附图2所示) 由数据转换器1分别与频率计数器4作电信号的传输连接，与大
气颗粒物自动监测系统的测量单元和控制单元作电信号的传输连接； 数据综合处理器2分别与频率计数器4、标准流量计A、标准流量计 B、标准温度计、标准大气压力计、计时器及大气颗粒物自动监测系 统的控制单元作电信号的传输连接，以及与电源部件作电的连接所构 成。
其所述的数据转换器1连接方式(如附图4所示)
数据转换器1通过其中的隔离放大器，与频率计数器4以电信号
的连接。
实施例2:测量工作频率的连接方式(如附图3所示)
由数据转换器1分别与模拟信号发生器3、频率计数器4作电信
号的传输连接，与大气颗粒物自动监测系统的控制单元作电信号的传
输连接；数据综合处理器2分别与频率计数器4、标准流量计A、标 准流量计B、标准温度计、标准大气压力计、计时器及大气颗粒物自 动监测系统的控制单元作电信号的传输连接，以及与电源部件作电的 连接所构成。
其所述的数据转换器1连接方式(如附图5所示) 数据转换器1通过其中的隔离放大器、除法器、控制器、放大器、 相位器分别与模拟信号发生器3，频率计数器4以电信号的连接。 本装置所述的数据综合处理器2，以CPU为核心单元，包含软件并带有输入输出接口，以电信号的逻辑连接，并与电源部件作电的连 接所构成。
本实用新型的大气颗粒物自动监测系统的校准装置的一个具体 实施例
所述的传输采用高阻抗输入、低阻抗输出；
所述的数据线采用标准50 Q电缆和BN接头。
其中，装置选择配置
电源交流50 Hz, 220V;
模拟信号发生器3:工作频率20 M Hz;
频率计数器4:工作频率225 MHz， 10位/秒的分辨率；
标准流量计A:量程O 20 L /min，准确度等级1级；
标准流量计B:量程O 5 L /min，准确度等级1级；
标准温度计范围-10 50°C，分度值不大于O. 1 "C，示值误差 不超过±0.2 °C;
标准大气压力计范围87 105kPa，允许误差土IOO Pa;
计时器分辨率不大于O.l s，示值误差24 h优于l s。
本实用新型的大气颗粒物自动监测系统(TEOM法)的校准装置， 校准适用于颗粒质量范围0 100 mg/m3。
综上所述，本装置具有构思新颖，巧妙的将模拟信号通过数据转 换器和数据综合处理器、模拟信号发生器等手段在不影响大气颗粒物 自动监测系统(TEOM法)正常工作情况下，进行在线实时校准。通 过校准频率信号的方式校准颗粒物质量浓度。并具备自动数据处理和打印功能f ;^装置具有结构新颖，使用方 便，测量快捷，监测精确度高等特点。本装置结构严密、外型小巧、 便于携带是专为在线校准服务的设计，具有很大的实用意义。
权利要求1、一种大气颗粒物自动监测系统的校准装置，其特征在于，在测量初始频率状态下，由数据转换器(1)分别与频率计数器(4)，大气颗粒物自动监测系统的测量单元和控制单元作电信号的传输连接；数据综合处理器(2)分别与频率计数器(4)，标准流量计A、标准流量计B、标准温度计、标准大气压力计、计时器及大气颗粒物自动监测系统的控制单元作电信号的传输连接；以及与电源部件作电的连接所构成；在测量工作频率状态下，由数据转换器(1)分别与频率计数器(4)，模拟信号发生器(3)，与大气颗粒物自动监测系统的控制单元作电信号的传输连接；数据综合处理器(2)分别与频率计数器(4)，标准流量计A、标准流量计B、标准温度计、标准大气压力计、计时器及大气颗粒物自动监测系统的控制单元作电信号的传输连接；以及与电源部件作电的连接所构成。
2、 如权利要求1所述的大气颗粒物自动监测系统的校准装置， 其特征在于在测量初始频率状态下，所述的数据转换器(1)通过 其中的隔离放大器，与频率计数器(4)以电信号的连接；在测量工作频率状态下，所述的数据转换器(1)，通过其中的隔 离放大器、除法器、控制器、放大器、相位器分别与模拟信号发生器 (3)，频率计数器(4)以电信号的连接。
3、 如权利要求1所述的大气颗粒物自动监测系统的校准装置， 其特征在于所述的数据综合处理器(2)，以CPU为核心单元，包含软件并带有输入输出接口，以电信号的逻辑连接，并与电源部件作电 的连接所构成。
4、 如权利要求1-3任一所述的大气颗粒物自动监测系统的校准 装置，其特征在于所述的传输采用高阻抗输入、低阻抗输出；所述的数据线采用标准50 Q电缆和BN接头。
5、 如权利要求l一3任一所述的一种大气颗粒物自动监测系统的 校准装置，其特征在于选择配置如下电源交流50 Hz， 220V; 模拟信号发生器(3):工作频率20 M Hz; 频率计数器(4):工作频率225 M Hz， 10位/秒的分辨率； 标准流量计A:量程O 20 L /min,准确度等级1级； 标准流量计B:量程O 5L /min，准确度等级1级； 标准温度计范围-io 50°C，分度值不大于O. 1 'C，示值误差 不超过±0.2 。C;标准大气压力计范围87 105kPa，允许误差士IOO Pa; 计时器分辨率不大于O. 1 s，示值误差24 h优于l s。
专利摘要本实用新型涉及环境保护计量测试技术领域，具体指基于微量振荡天平法的一种大气颗粒物浓度自动监测系统(TEOM法)的校准装置，由数据转换器(1)，数据综合处理器(2)，模拟信号发生器(3)，频率计数器(4)及标准流量计A、标准流量计B、标准温度计、标准大气压力计、计时器、电源等以及与大气颗粒物浓度自动监测系统的测量单元和控制单元作电信号的连接构成。通过对颗粒物质量浓度的频率、流量、温度、大气压、时间的校准，继而达到对颗粒物质量浓度的校准。装置技术核心为数据转换器和数据综合处理器，实现信号无损采集，兼具自动数据处理和打印，具有结构新颖，使用方便，测量快捷，提高在线监测数据的准确性和客观性等特点。
文档编号G01N15/06GK201355339SQ20082015099
公开日2009年12月2日 申请日期2008年7月18日 优先权日2008年7月18日
发明者丁臻敏, 于志强, 悦 刘, 张爱亮 申请人:上海市计量测试技术研究院