车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统及测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统及测量方法，该系统包括带车轮的测量系统底盘、背景颗粒物浓度测量装置及多个扬尘颗粒物浓度测量装置，在测量系统底盘上设置有竖直的采样点安装架；每个扬尘颗粒物浓度测量装置及背景颗粒物浓度测量装置均包括采样管路，所述采样管路的一端为采样端，所述采样管路上还设置有颗粒物浓度测量仪和气体输送动力装置；所述多个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样端阵列于所述的安装架上形成采样端阵列。本发明的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，由于设置有多个扬尘颗粒物浓度测量装置，能够多点测量，然后由多点测量结果计算出车辆扬尘颗粒物排放因子，具有结果准确，误差小的优点。
【专利说明】车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统及测
量方法。
【背景技术】
[0002]目前，对于环境空气颗粒物的采样，是气体采样装置通过流量测量及控制系统控制抽气泵以恒定流量(工作点流量)抽取环境空气样品，环境空气样品以恒定的流量依次进入气体采样装置入口、颗粒物浓度测量仪然后由气体输送动力装置的排气口排出。然而，车辆正常行驶过程中由于车辆速度变化及路面情况的变化，导致尾羽和轮胎后气流流速及轮廓变化范围大，颗粒物浓度测量仪只是测量一个点的颗粒物浓度，然后根据此点的浓度计算出车辆扬尘颗粒物排放因子，由于尾羽和轮胎后气流流速及轮廓变化范围大，因此，通过一个点的颗粒物浓度计算出的车辆扬尘颗粒物排放因子结果不准确，存在较大误差。
【发明内容】
[0003]本发明的一个目的是提供一种测量结果准确的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统。
[0004]本发明的另一目的是提供一种测量结果准确的用于上述车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统的测量方法。
[0005]本发明的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，包括带车轮的测量系统底盘、背景颗粒物浓度测量装置及多个扬尘颗粒物浓度测量装置，在测量系统底盘上设置有竖直的采样点安装架；每个扬尘颗粒物浓度测量装置及背景颗粒物浓度测量装置均包括采样管路，所述采样管路的一端为采样端，所述采样管路上还设置有颗粒物浓度测量仪和气体输送动力装置；所述多个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样端阵列于所述的安装架上形成采样端阵列；所述背景颗粒物浓度测量装置的采样端设置于待测车辆顶部。
[0006]可选的，所述阵列为4行5列。
[0007]可选的，在测量系统底盘的前端设置有用于将测量系统底盘与待测车辆连接的连接杆。
[0008]可选的，所述连接杆为伸缩杆。
[0009]可选的，所述车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统还包括车辆行驶参数测量系统；所述车辆行驶参数测量系统为设置于测量系统底盘上的车载诊断系统或GPS，用于测量待测车辆的行驶速度或/和加速度或/和位置信息。
[0010]可选的，所述车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统还包括设置于测量系统底盘上的气象参数测量系统；所述气象参数测量系统包括温度传感器或/和湿度传感器。
[0011]可选的，所述采样端阵列的最低行采样端在竖直方向距离地面不大于0.3米；所述采样端阵列的最高行采样端距离地面高度不小于3.5米；所述采样端阵列每行的宽度不小于2.5米。[0012]可选的，所述每个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样管路上还设置有流量计，并且每个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样管路上在颗粒物浓度测量仪之后还设置有颗粒物切割器或/和过滤器，所述多个扬尘颗粒物浓度测量装置的颗粒物浓度测量仪、气体输送动力装置、流量计、颗粒物切割器和过滤器均设置于测量系统底盘上。
[0013]本发明还提供了一种用于所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统的测量方法，包括如下步骤:
[0014]S1、将所述车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统连接于待测车辆的尾部；
[0015]S2、通过所述的背景颗粒物浓度测量装置测量背景颗粒物浓度，通过多个扬尘颗粒物浓度测量装置测量车辆尾羽中多点的颗粒物浓度；
[0016]S3、由背景颗粒物浓度和车辆尾羽中多点的颗粒物浓度计算车辆行驶单位距离扬尘颗粒物排放量。
[0017]可选的，所述步骤S3中，采用如下公式计算车辆行驶单位距离扬尘颗粒物排放量:
[0018]Q = // [C(l, h)-CbJdldh ；
[0019]上式中，Q为车辆行驶时的车辆扬尘颗粒物排放因子，单位为mg/m ;C(l，h)为车辆尾羽中颗粒物浓度测量仪测得的颗粒物浓度，单位为mg/m3 ；Cb为背景颗粒物浓度测量装置的颗粒物浓度测量仪没得的背景颗粒物浓度，单位为mg/m3 ；1为测量点距离测量系统底盘沿长度方向的中心线的距离，单位为m ；h为测量点距地面的高度，单位为m。
[0020]本发明的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，对待测车辆的扬尘颗粒物排放量进行测量时，由于设置有多个扬尘颗粒物浓度测量装置，能够多点测量，然后由多点测量结果计算出车辆扬尘颗粒物排放因子，具有结果准确，误差小的优点。
[0021]本发明的用于车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统的测量方法，对待测车辆的扬尘颗粒物排放量进行测量时，通过多个扬尘颗粒物浓度测量装置测量车辆尾羽中多点的颗粒物浓度，然后由多点测量结果计算出车辆扬尘颗粒物排放因子，具有结果准确，误差小的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例中车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统的结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例中扬尘颗粒物浓度测量装置的结构示意图；
[0024]图3为实施例2中采样端阵列排列方式示意图；
[0025]图4、图5为实施例2中待测车辆尾羽扬尘中PMlO浓度轮廓示意图。
[0026]图中标记示意为:1_测量系统底盘；2_背景颗粒物浓度测量装置；3_采样点安装架；4_采样管路；5_采样端；6_颗粒物浓度测量仪；7_气体输送动力装置；8_连接杆；9-流量计；10-待测车辆。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
[0028]实施例1
[0029]参见图1及图2，本发明的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，包括带车轮的测量系统底盘1、背景颗粒物浓度测量装置2及多个扬尘颗粒物浓度测量装置，在测量系统底盘I上设置有竖直的采样点安装架3 ;每个扬尘颗粒物浓度测量装置及背景颗粒物浓度测量装置均包括采样管路4，所述采样管路的一端为采样端5，所述采样管路上还设置有颗粒物浓度测量仪6和气体输送动力装置7 ;所述多个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样端阵列于所述的安装架上形成采样端阵列；所述背景颗粒物浓度测量装置的采样端设置于待测车辆顶部。
[0030]本发明的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，对待测车辆10的扬尘颗粒物排放量进行测量时，由于设置有多个扬尘颗粒物浓度测量装置，能够多点测量，然后由多点测量结果计算出车辆扬尘颗粒物排放因子，具有结果准确，误差小的优点。
[0031]本实施例中，可选的，所述阵列为4行5列。以便获取足够的采样点，从而根据测量值计算出结果更准确，误差更小的车辆扬尘颗粒物排放因子。
[0032]本实施例中，可选的，在测量系统底盘I的前端设置有用于将测量系统底盘I与待测车辆连接的连接杆。以便将测量系统底盘I通过连接杆8与待测车辆尾端连接，以测量待测车辆行驶时的扬尘颗粒物排放量。
[0033]本实施例中，可选的，所述连接杆8为伸缩杆，以便能够根据需要改变待测车辆与测量系统的距离。
[0034]本实施例中，可选的，所述车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统还包括车辆行驶参数测量系统；所述车辆行驶参数测量系统为设置于测量系统底盘上的车载诊断系统或GPS(图中未示出)，用于测量待测车辆的行驶速度或/和加速度或/和位置信息。以便获知所测的车辆扬尘颗粒物排放因子是在待测车辆怎样的行驶速度或/和加速度或/和位置时的扬尘颗粒物排放量。所述的车载诊断系统为本领域现有装置，在此不再赘述。
[0035]本实施例中，可选的，所述车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统还包括设置于测量系统底盘上的气象参数测量系统；所述气象参数测量系统包括温度传感器或/和湿度传感器(图中未示出)。以便获知所测的车辆扬尘颗粒物排放因子是在待测车辆怎样的温度及湿度环境下的扬尘颗粒物排放量。
[0036]本实施例中，可选的，所述采样端阵列的最低行采样端在竖直方向距离地面不大于0.3米；所述采样端阵列的最高行采样端距离地面高度不小于3.5米；所述采样端阵列每行的宽度不小于2.5米，以便能够使采样点覆盖较大的区域。
[0037]本实施例中，可选的，所述每个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样管路4上还设置有流量计9，并且每个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样管路4上在颗粒物浓度测量仪6之后还设置有颗粒物切割器或/和过滤器(图中未示出)，所述多个扬尘颗粒物浓度测量装置的颗粒物浓度测量仪6、气体输送动力装置7、流量计9、颗粒物切割器和过滤器均设置于测量系统底盘I上。在采样管路4上设置流量计9的目的是对采样管路4中的气体流量进行测量，设置颗粒物切割器或/和过滤器的目的是，对采样管路4中气体中的颗粒进行切割或过滤，以免损害气体输送动力装置7。
[0038]本实施例中，所述的气体输送动力装置7优选为气泵。
[0039]实施例2
[0040]如图1所示，本发明还提供了一种用于实施例1所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统的测量方法，包括如下步骤:[0041]S1、将所述车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统连接于待测车辆10的尾部；
[0042]S2、通过所述的背景颗粒物浓度测量装置测量背景颗粒物浓度，通过多个扬尘颗粒物浓度测量装置测量车辆尾羽中多点的颗粒物浓度；
[0043]S3、由背景颗粒物浓度和车辆尾羽中多点的颗粒物浓度计算车辆行驶单位距离扬尘颗粒物排放量。
[0044]可选的，所述步骤S3中，采用如下公式计算车辆行驶单位距离扬尘颗粒物排放量:
[0045]Q = // [C(l, h)-CbJdldh ；
[0046]上式中，Q为车辆行驶时的车辆扬尘颗粒物排放因子，单位为mg/m ;C(l，h)为车辆尾羽中颗粒物浓度测量仪测得的颗粒物浓度，单位为mg/m3 ；Cb为背景颗粒物浓度测量装置的颗粒物浓度测量仪没得的背景颗粒物浓度，单位为mg/m3 ；1为测量点距离测量系统底盘沿长度方向的中心线的距离，单位为m ；h为测量点距地面的高度，单位为m。
[0047]上述的测量方法，对待测车辆的扬尘颗粒物排放量进行测量时，通过多个扬尘颗粒物浓度测量装置测量车辆尾羽中多点的颗粒物浓度，然后由多点测量结果计算出车辆扬尘颗粒物排放因子，具有结果准确，误差小的优点。
[0048]下面给出两个具体的测量及计算的例子。
[0049]例I
[0050]采样端阵列的排列方式如图3所示，其中圆圈代表采样端5。
[0051]测试地点为某省道路段，待测车辆为三菱帕杰罗速跑车，待测车辆在行驶速度为19.5km/h、36.6km/h、46.5 km/h和53.0 km/h行驶时，尾羽扬尘PMlO浓度轮廊如图4所不。背景点浓度为0.008mg/m3。
[0052]根据公式计算，待测车辆在行驶速度为19.5km/h、36.6km/h、46.5km/h和53.0km/h 行驶时，PMlO 排放因子分别为 0.030mg/m, 0.163mg/m,0.430mg/m, 0.515mg/m。
[0053]例2
[0054]测试地点为某国道路段，待测车辆为南京依维柯客车，待测车辆在行驶速度为26.5km/h、31.5km/h、40.5km/h和50.5km/h行驶时，尾羽扬尘PMlO浓度轮廓如图5所示。背景点浓度为0.230mg/m3。
[0055]根据公式计算，待测车辆在行驶速度为26.55km/h、31.55km/h、40.5km/h5和50.5km/h 行驶时，PMlO 排放因子分别为 0.280mg/m, 0.336mg/m, 1.315mg/m, 1.590mg/m。
[0056]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，其特征在于，包括带车轮的测量系统底盘、背景颗粒物浓度测量装置及多个扬尘颗粒物浓度测量装置，在测量系统底盘上设置有竖直的采样点安装架；每个扬尘颗粒物浓度测量装置及背景颗粒物浓度测量装置均包括采样管路，所述采样管路的一端为采样端，所述采样管路上还设置有颗粒物浓度测量仪和气体输送动力装置；所述多个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样端阵列于所述的安装架上形成采样端阵列；所述背景颗粒物浓度测量装置的采样端设置于待测车辆顶部。
2.根据权利要求1所述的辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，其特征在于，所述阵列为4行5列。
3.根据权利要求1所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，其特征在于，在测量系统底盘的前端设置有用于将测量系统底盘与待测车辆连接的连接杆。
4.根据权利要求3所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，其特征在于，所述连接杆为伸缩杆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，其特征在于，还包括车辆行驶参数测量系统；所述车辆行驶参数测量系统为设置于测量系统底盘上的OBD-Link车载诊断系统或GPS，用于测量待测车辆的行驶速度或/和加速度或/和位置信肩、O
6.根据权利要求1-4任一项所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，其特征在于，还包括设置于测量系统底盘上的气象参数测量系统；所述气象参数测量系统包括温度传感器或/和湿度传感器。
7.根据权利要求1-4任一项所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，其特征在于，所述采样端阵列的最低行采样端在竖直方向距离地面不大于0.3米；所述采样端阵列的最高行采样端距离地面高度不小 于3.5米；所述采样端阵列每行的宽度不小于2.5米。
8.根据权利要求1-4任一项所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统，其特征在于，所述每个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样管路上还设置有流量计，并且每个扬尘颗粒物浓度测量装置的采样管路上在颗粒物浓度测量仪之后还设置有颗粒物切割器或/和过滤器，所述多个扬尘颗粒物浓度测量装置的颗粒物浓度测量仪、气体输送动力装置、流量计、颗粒物切割器和过滤器均设置于测量系统底盘上。
9.一种用于权利要求1-8任一项所述的车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统的测量方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、将所述车辆扬尘颗粒物排放因子测量系统连接于待测车辆的尾部； 52、通过所述的背景颗粒物浓度测量装置测量背景颗粒物浓度，通过多个扬尘颗粒物浓度测量装置测量车辆尾羽中多点的颗粒物浓度； 53、由背景颗粒物浓度和车辆尾羽中多点的颗粒物浓度计算车辆行驶单位距离扬尘颗粒物排放量。
10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用如下公式计算车辆行驶单位距离扬尘颗粒物排放量:
Q = // [C(l, h)-CbJdldh ； 上式中，Q为车辆行驶时的车辆扬尘颗粒物排放因子，单位为mg/m ;C(l，h)为车辆尾羽中颗粒物浓度测量仪测得的颗粒物浓度，单位为mg/m3 ；Cb为背景颗粒物浓度测量装置的颗粒物浓度测量仪没得的背景颗粒物浓度，单位为mg/m3 ；1为测量点距离测量系统底盘沿长度方向的中心线的距离 ，单位为m ；h为测量点距地面的高度，单位为m。
【文档编号】G01N15/06GK103439231SQ201310363372
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】樊守彬, 李钢 申请人:北京市环境保护科学研究院