一种用于颗粒物采样器的空气流量校准方法与流程

1.本发明涉及仪器仪表技术，尤其是涉及环境空气监测设备技术领域，具体是涉及一种环境空气颗粒物采样器的空气流量校准方法。


背景技术：

2.现有环境空气颗粒物采样器需要通过空气流量计校准，来准确测量空气中颗粒物的浓度。空气流量校准结果作为评价环境空气颗粒物采样器性能的重要指标，直接参与颗粒物浓度计算，反映测量结果准确性，同时也是考核运维单位的日常维护效果的指标，作为发放运维费的依据，因此只有对空气流量做精准的测量和校准，才能真实的反映空气中的颗粒物浓度。
3.颗粒物采样器的结构如中国专利公开号cn103543041a名称为“颗粒物采样器”所述，包括有切割器、风机箱和主机箱三部分，为了将可吸入颗粒物与悬浮颗粒物分离出来，可吸入颗粒物采样器的进气端必须具备切割器(又称颗粒物分离装置)。通常选择将外接空气流量计的接口设置在进气端下部(即由空气流量计进入的空气不流经进气端)，如图2所示；主要原因为进气端下部空气密封条件较好，可以使测量结果较为稳定。但该测定结果仅反映部分管路的气密性，不包含进气端部分的气密性，进气端主要涉及集气筒及其内部的滤膜，零部件较多，密封难度大，较容易出现漏气现象，而实际操作时，空气经切割器进入集气筒，因此，现有的空气流量计校准方法存在计量不准确的问题，亟需设计和研发一种用于颗粒物采样器的空气流量校准密封装置。
4.专利内容
5.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于颗粒物采样器的空气流量校准方法，将空气流量计接口通过空气流量校准密封装置设置在集气筒上部，来验证从进气端开始整个管路气密性的问题，实现从进气端测量空气流量并完成空气流量校准的目的；
6.所述空气流量校准密封装置包括进气管、进气管上设置闭气阀；进气管下端与密封体连接，密封体下端外侧设置密封体垫圈；所述密封体插接在集气筒上端内侧；进气管上端与流量计连接；
7.在进行空气流量校准时，将颗粒物切割器取下，将空气流量校准密封装置与集气筒相连接，将进气口与流量计通过连接软管相连接；打开电源开关，在箱体内部形成负压，新鲜空气通过流量计和空气流量校准密封装置被抽到集气筒中，实现空气流量的校准功能，集气筒参与了空气流量的校准过程。
8.为保证与管道的密封连接，所述进气管的结构为多个锥管形结构相连，椎管型结构的数量为多个。
9.所述闭气阀可以为多种形式，如电磁阀、机械阀等；优选地，所述闭气阀包括设置在与进气管垂直的阀孔中的伸缩片，所述伸缩片的一端与弹簧连接，另外一端与扳手的斜抵接；由于斜面的旋转轴与伸缩片的轴线不是同一根轴线，因此，与伸缩片抵接位置处的高度h随扳手的转动而变化，进而推动伸缩片沿轴向运动，由此，可实现顺时针转动闭气阀的
扳手90
°
之后，隔离伸缩片全部伸出，阻隔空气进入；逆时针转动闭气阀的扳手90
°
之后，隔离伸缩片全部缩回(伸缩片在弹簧的推力下缩回)，允许空气进入。为便于维护，更为了密封，伸缩片与进气管的管壁间设置密封垫圈。
10.所述密封体和进气管通过中空的外螺纹螺钉相连接。
11.密封体垫圈安装在密封体下部圆筒形区域，密封体垫圈的数量为多个。
12.本发明的优点是：将空气流量计接口设置在集气筒上部，来验证从进气端开始整个管路气密性的问题，实现从进气端测量空气流量并完成空气流量校准的目的，既减少了对原颗粒物采样器的改动，又能将整个集气装置也纳入到空气流量的校准过程，与原来只进行部分管路的空气流量校准相比，空气流量校准结果更准确，且操作上也较为方便，不用拆卸集气装置即可实现空气流量校准。这种用于颗粒物采样器的空气流量校准密封装置主体材料一体成型，可以进行工业化生产，通过开模即可实现密封体的铸造，是一种具有现实推广意义的产品。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；
14.图2为现有技术进行空气流量校准时的空气连接方式示意图；
15.图3为本发明应用于空气流量校准时的连接方式示意图；
16.图4为一种机械式闭气阀的结构示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图具体说明本发明，如图所示，用于颗粒物采样器的空气流量校准密封装置19包括进气管1、进气管1上设置闭气阀2；进气管1下端与密封体5连接，密封体5下端外侧设置密封体垫圈6；所述密封体5插接在集气筒13上端内侧；进气管1上端与流量计20连接，空气通过流量计20、空气流量校准密封装置19被抽到集气筒13中。
18.为保证与管道21的密封连接，所述进气管的结构为多个锥管形结构相连，椎管型结构的数量为多个，这种结构便于与其他材质的软管相连接，方便插接。
19.所述闭气阀2可以为多种形式，如电磁阀、机械阀等；
20.优选地，所述闭气阀2包括设置在与进气管垂直的阀孔12中的伸缩片4，所述伸缩片的一端与弹簧21连接，另外一端与扳手22的斜面23抵接；由于斜面23的旋转轴与伸缩片的轴线不是同一根轴线，因此，与伸缩片抵接位置处的高度h随扳手的转动而变化，进而推动伸缩片沿轴向运动，由此，可实现顺时针转动闭气阀的扳手90
°
之后，隔离伸缩片4全部伸出，阻隔空气进入；逆时针转动闭气阀的扳手90
°
之后，隔离伸缩片4全部缩回(伸缩片在弹簧的推力下缩回)，允许空气进入。为便于维护，更为了密封，伸缩片与进气管的管壁间设置密封垫圈3。
21.所述密封体5和进气管1通过中空的外螺纹螺钉相连接。
22.密封体垫圈6安装在密封体5下部圆筒形区域，密封体垫圈6的数量为多个。
23.空气流量校准装置包括集气装置11、控制面板14、电源开关15、集气接口16、排气口17、空气压缩泵18、用于颗粒物采样器的空气流量校准密封装置19、空气流量计20和连接软管21。
24.上述的集气装置11由颗粒物切割器12和集气筒13插接所组成。环保监测过程中使用的颗粒物采样器分总悬浮颗粒物采样器和可吸入颗粒物采样器两大类。为了将可吸入颗粒物分离出来，可吸入颗粒物采样器必须具备切割器12。
25.电源开关15打开后，空气压缩泵18开始工作，在箱体内部形成负压，将新鲜空气抽到集气装置11中，空气样品经过切割器12时，悬浮物被截留，可吸入颗粒物通过切割器12后，富集在滤膜上，重量法称量滤膜的质量。
26.以往测量空气流量时，直接将集气口16与空气流量计20通过连接软管21相连接，进行空气流量的校准，集气装置11部分没有参与到空气流量校准过程。
27.设计并研发了用于颗粒物采样器的空气流量校准密封装置19后，在进行空气流量校准时，将颗粒物切割器12取下，将用于颗粒物采样器的空气流量校准密封装置19与集气筒13相连接，将进气口1与连接软管21相连接。打开电源开关15，在箱体内部形成负压，新鲜空气通过流量计20和空气流量校准密封装置19被抽到集气筒13中，实现空气流量的校准功能。集气筒13参与了空气流量的校准过程。
28.无论切割器12是撞击式、旋风式或是向心式等多种形式，均可采用空气流量校准密封装置19来进行空气流量的校准。
29.本实施例中，进气管1的结构为四个锥管形结构相连，为耐磨的不锈钢金属部件，通过连接软管21与空气流量计相连20。密封装置的主体为不锈钢材质的金属结构，密封体5的边角均采用倒角设计，使其光滑，不易割伤皮肤。密封体5和进气管1通过中空的外螺纹螺钉相连接。将密封体垫圈6安装在密封体5下部圆筒形区域，密封体垫圈6的数量为2个，密封体垫圈6直径略大于密封体5下部圆筒形区域外直径。密封体垫圈6和阀门垫圈3均为高分子材料，具有一定弹性，通常可用nbr(丁腈胶)、sbr(丁苯胶)、hnbr(氢化丁腈胶)、epdm(三元乙丙胶)、silicone(硅胶)、viton(氟胶)、cr(氯丁胶)、ffkm(全氟橡胶)等。闭气阀2为金属材质阀门，且表面喷涂带有颜色的漆，使其不易被腐蚀。进行空气流量校准时，将这种用于颗粒物采样器的空气流量校准密封装置安插于集气筒13上，按压紧实，打开电源开关15，空气压缩泵18启动，逆时针转动闭气阀90
°
，允许空气进入，打开空气流量计开关，记录空气流量并校准。
30.集气装置11的集气筒13也可为长方体、多边形柱体或异形。根据集气筒13的外形不同，发明的用于颗粒物采样器的空气流量校准密封装置的密封体5也可设计为相应的形状，而不局限于圆柱形。相应的密封体垫圈6因为具有弹性可适用于各种形状的密封体5外表面。