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原文传递一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统及方法

专利名称：	一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统及方法
摘要：	本发明公开一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统及方法，所述测量系统包括：样气处理单元，用于对样气进行加热、过滤及控量，具体包括加热器、过滤器和样气流量控制器；颗粒物静电电离单元，对样气中超细颗粒物进行电离稀释；具体包括电离室和稀释室；静电沉积采样单元，用于收集超细颗粒物并采集声表面波传感器的频率信号，静电沉积采样单元还设置有排气口和泵，用于排出超细颗粒物；控制与运算单元，用于根据所述电信号及流量，确定所述超细颗粒物的质量。采用本发明的基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统及方法，可以精细的测量大气中超细颗粒物的浓度，并且能实现重复测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中节能天融科技有限公司
发明人：	郭威;郭炜;张栩;农永光;于哲;马永跃
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910681280.X
公开号：	CN110411925A
代理机构：	北京高沃律师事务所
代理人：	刘凤玲
分类号：	G01N15/06(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	100085 北京市海淀区上地三街9号E座8层802室
主权项：	1.一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统，其特征在于，包括：样气处理单元，所述样气处理单元包括加热器，与样气进气管路连通，对流经过的样气进行加热，去除样气中的水汽；过滤器，与所述加热器通过管路连通，用于对去除了水汽的样气中大于检测颗粒物阈值的颗粒物进行滤除，形成超细颗粒物；样气流量控制器，与所述过滤器通过管路连通，用于控制包括所述超细颗粒物的样气的流量；颗粒物静电电离单元，所述颗粒物静电电离单元包括电离室以及设置在所述电离室内的高压电枪，所述电离室与所述样气流量控制器通过管路连通，所述高压电枪对所述超细颗粒物进行电离，形成荷电超细颗粒物；稀释室，所述稀释室与所述电离室通过管路连通，所述稀释室设置有载气通道，载气通过所述载气通道与所述荷电超细颗粒物在所述稀释室混合；静电沉积采样单元，与所述颗粒物静电电离单元通过管路连通，所述静电沉积采样单元包括与所述稀释室通过管路连通的沉积室以及分别设置在所述沉积室内的声表面波传感器和传感器信号调理单元；所述声表面波传感器用于收集所述荷电超细颗粒物；所述传感器信号调理单元与所述声表面波传感器连接，所述传感器信号调理单元用于将采集到的声表面波传感器输出振荡频率信号转成电压信号；控制与运算单元，分别与所述传感器信号调理单元和所述样气流量控制器连接，用于根据所述电信号及流量，确定所述超细颗粒物的质量。 2.根据权利要求1所述的一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统，其特征在于，所述声表面波传感器采用谐振型声表面波芯片。 3.根据权利要求1所述的一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统，其特征在于，所述声表面波传感器包括：高压电极，接地，用于吸引所述荷电超细颗粒物沉积；输入端叉指电极，分别与所述高压电极及传感器信号调理单元连接，通过电声转换，产生固定频率的声波，声波沿所述声表面波传感器的表面传播，经过所述高压电极上沉积的所述荷电超细颗粒物，声波频率发生变化；输出端叉指电极，与所述高压电极及传感器信号调理单元连接，用于接收通过所述高压电极后的声波信号，并通过声电转换，把声波信号转换成频率同步的振荡电信号，由所述传感器信号调理单元检测振荡电信号的频率变化；所述传感器信号调理单元还用于根据所述声波频率的变化，确定所述荷电超细颗粒物电信号。 4.根据权利要求1所述的一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统，其特征在于，所述静电沉积采样单元还包括与所述声表面波传感器连接的传感器驱动单元，所述传感器驱动单元用于驱动所述声表面波传感器正常工作。 5.根据权利要求1所述的一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统，其特征在于，所述沉积室下端部设置有排气口，所述排气口下侧设置有泵，用于完全排出所述超细颗粒物。 6.根据权利要求1所述的一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统，其特征在于，所述载气通道上设置有载气流量控制器，与所述控制与运算单元电连接，用于在所述控制与运算单元的控制下，控制载气的流量。 7.根据权利要求1所述的一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统，其特征在于，所述载气通道为空心圆柱状。 8.根据权利要求3所述的一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统，其特征在于，所述高压电枪与所述高压电极的电极相对应，若所述高压电枪为正电极，则所述高压电极为负电极，若所述高压电枪为负电极，则所述高压电极为正电极。 9.一种根据权利要求1-8中任一项所述基于声表面波技术的超细颗粒物测量系统的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括： 1)关闭样气流量控制器，打开载气流量控制器，采集载气流量信号，采集声表面波传感器频率信号； 2)将所述声表面波传感器频率信号作为初始值，此时超细颗粒物质量为零； 3)打开所述样气流量控制器和所述载气流量控制器； 4)在设定时间t采集所述声表面波传感器的声波频率差值； 5)计算所述频率差值，得出所述超细颗粒物质量m； 6)计算出单位所述样气中所述超细颗粒物含量。 10.根据权利要求9所述的一种基于声表面波技术的超细颗粒物测量方法，其特征在于，所述方法还包括，在关闭所述样气流量控制器，停止样气输入，关闭所述高压电枪和所述声表面波传感器后，所述荷电超细颗粒物成为非带电的所述超细颗粒物，在所述载气、所述排气口和所述泵的共同作用下排出所述沉积室，实现重复测量。
所属类别：	发明专利