详情

原文传递 PM2.5/PM10光散射颗粒物监测仪的在线校准系统和校准方法

专利名称：	PM2.5/PM10光散射颗粒物监测仪的在线校准系统和校准方法
摘要：	本发明公开了一种PM2.5/PM10光散射颗粒物监测仪的在线校准系统和校准方法，所述在线校准系统由颗粒物动态稀释及层流混匀器、高效过滤器、空气压缩机、变频风机、质量流量控制器、等速采样头、颗粒物滤膜采集器、恒流采样器等组成。可对仪器零点、测量线性、示值误差的校准，消除环境条件等因素对测量结果的影响，保证仪器测量结果的溯源性和可靠性。所述校准系统和方法可集成于光散射颗粒物监测仪中，也可作为独立的校准系统，实现对光散射颗粒物监测仪的自校准、动态校准和现在校准。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国计量科学研究院
发明人：	刘俊杰;王池;林鸿
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910094949.5
公开号：	CN109765154A
代理机构：	北京双收知识产权代理有限公司
代理人：	李厚铭
分类号：	G01N15/06(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	100013 北京市朝阳区北三环东路18号
主权项：	1.PM2.5/PM10光散射颗粒物监测仪的在线校准系统，其特征在于：包括颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)；空气压缩机(3)、高效过滤器(2)与质量流量控制器(5)依次连通，所述质量流量控制器(5)与颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)连通；变频风机(4)与颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)连通；颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)的出口与第一等速采样头(6)和第二等速采样头(7)相连通；第二等速采样头(7)、颗粒物滤膜采集器(8)和恒流采样器(17)依次相连通。 2.根据权利要求1所述的在线校准系统，其特征在于：所述颗粒物动态稀释及层流混匀器内设有限流孔(9)和层流板(10)；颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)的一端设有气溶胶颗粒入口(11)和洁净空气入口(12)，另一端设有第一气溶胶出口(13)和第二气溶胶出口(14)和两个排空口(15)，第一等速采样头(6)与光散射颗粒物监测仪(16)相连。 3.根据权利要求2所述的在线校准系统，其特征在于：所述变频风机(4)与气溶胶颗粒入口(11)相连。 4.根据权利要求3所述的在线校准系统，其特征在于：所述气溶胶颗粒入口(11)的流量为1～5L/min。 5.根据权利要求2所述的在线校准系统，其特征在于：所述质量流量控制器(5)与洁净空气入口(12)相连。 6.根据权利要求5所述的在线校准系统，其特征在于：洁净空气入口(12)的流量为1～100L/min。 7.根据权利要求2所述的在线校准系统，其特征在于：所述限流孔(9)的直径为2mm；层流板(10)的孔径大小为0.5～1mm；第一气溶胶出口(13)和第二气溶胶出口(14)的流量为2L/min。 8.权利要求1-7任一所述的在线校准系统的校准方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)开启光散射颗粒物监测仪(16)，关闭颗粒物滤膜采集器(8)，关闭变频风机(4)，开启空气压缩机(3)，并将质量流量控制器(5)的流量设定≥2L/min，此时产生无颗粒的洁净空气； (2)通过公式(1)计算颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)内层流样品的流速，并选择第一等速采样头(6)，使得层流样品流速与进入采样头的样品流速一致；并将第一等速采样头(6)两端分别与所述颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)的第一气溶胶出口(13)和光散射颗粒物监测仪(16)进行连接；其中， Q＝V×S (1) 式中，Q：采样流量，m3/s； V：采样流速，m/s m：截面积，m2； (3)待系统稳定后，记录一段时间t内的颗粒物浓度Cb，该浓度即为仪器的零点。 9.权利要求1-7任一所述的在线校准系统的校准方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)开启光散射颗粒物监测仪(16)，并将其与所述颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)的第一气溶胶出口(13)进行连接；开启变频风机(4)，并使其流量QP为2L/min； (2)开启空气压缩机(3)，并将质量流量控制器(5)的流量值QA设定为0L/min，记录仪器的测量数据； (3)将质量流量控制器(5)的流量设定值QA在2～100L/min范围内，通过公式(1)计算颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)内层流样品的流速，并选择第一等速采样头(6)，使得层流样品流速与进入采样头的样品流速一致；并将第一等速采样头(6)两端分别与所述颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)的第一气溶胶出口(13)和光散射颗粒物监测仪(16)进行连接；重复步骤2；其中， Q＝V×S (1) 式中，Q：采样流量，m3/s； V：采样流速，m/s m：截面积，m2； (4)颗粒物浓度的稀释比例根据QP和QA数值计算得到；根据气溶胶颗粒物的稀释比例和仪器测量结果，实现对仪器测量线性的校准。 10.权利要求1-7任一所述的在线校准系统的校准方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)在恒温恒湿条件下将滤膜平衡24h，并称量平衡后的滤膜质量，记为M0，并将其装于颗粒物滤膜采集器(8)中； (2)开启变频风机(4)，并使其流量QP为2L/min；开启空气压缩机(3)，设定质量流量控制器(5)的流量值QA，使得颗粒物浓度在30-500μg/m3； (3)通过公式(1)计算颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)内层流样品的流速，并选择第一等速采样头(6)和第二等速采样头(7)，使得层流样品流速与进入采样头的样品流速一致；将第一等速采样头(6)两端分别与所述颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)的第一气溶胶出口(13)和光散射颗粒物监测仪(16)进行连接，将第二等速采样头(7)两端分别与所述颗粒物动态稀释及层流混匀器(1)的第二气溶胶出口(14)和颗粒物滤膜采集器(8)进行连接； (4)同时开启恒流采样器(17)和光散射颗粒物监测仪(16)，根据颗粒物浓度确定采集时间，采集时间t可在1～10h范围内选取；记录光散射颗粒物监测仪的累积测量值Cm，同时，将滤膜放于恒温恒湿系统中平衡24h，之后称量其质量，记为M1，按照公式(2)计算得到气溶胶颗粒的质量浓度Cs；其中， Q＝V×S (1) 式中，Q：采样流量，m3/s； V：采样流速，m/s m：截面积，m2；式中，Cs：颗粒质量浓度的仪器测量结果，μg/m3； M1：采集颗粒后滤膜的质量，μg； M0：采集颗粒前滤膜的质量，μg； Q：颗粒物采样流量，m3/s； t：采样时间，s；比较仪器测量结果Cm和重量法结果Cs，实现对仪器示值误差的校准。
所属类别：	发明专利