[發明專利]一種能夠實現恒流量等速采樣的采樣系統

有效

• 申請號: 201610036408.3
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105486549B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 余徽;徐挺;魏文韞;劉凌嶺;楊永琴
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種能夠實現恒流量等速采樣的采樣系統，所述的采樣系統包括采樣檢測裝置、測速裝置、微處理系統和報警設備。所述采樣檢測裝置包括新型采樣嘴、檢測系統、干燥器、恒流量抽氣泵，其新型采樣嘴包括調節片、密封件、固定環、連接件；所述測速裝置包括S型皮托管、差壓變送器。本發明所述新型采樣嘴不需外加控制系統且能迅速隨煙氣流速變化自適應調節采樣嘴口徑，從而保證采樣系統在較大煙氣流速范圍內及煙氣流速波動時均能利用一個采樣嘴實現連續自動恒流量等速采樣。此外，在滿足等速采樣原理進行恒流量連續采樣時，本發明進一步提出了新型采樣嘴調節片材料的抗彎剛度值EI與可采樣煙氣流速范圍的關系。

技術領域

本發明屬于環境監測技術領域，屬于采樣技術。該采樣系統在較大煙氣流速范圍內及煙氣流速波動時均能實現連續等速采樣。

背景技術

當前，霧霾問題日益嚴重，引起社會的高度關注。空氣中PM_2.5顆粒增多是霧霾形成的主要原因。固定污染源排放的PM_2.5顆粒是空氣PM_2.5的重要來源，如何合理監測固定污染源排氣中的PM_2.5對制定PM_2.5污染的控制措施和排放標準有重大意義。目前尚無單獨針對PM_2.5顆粒物的采樣方法，只有總顆粒物的采樣方法。

目前，針對固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物的采樣方法的相關標準有GB/T 16157-1996、HJ/T 76-2007等。上述標準都提出對固定污染源排氣中顆粒物與氣態污染物進行采樣時應該遵循等速采樣原理。等速采樣原理如下：“顆粒物具有一定的質量，在煙道中由于本身運動的慣性作用，不能完全隨氣流改變方向，為了從煙道中取得有代表性的煙塵樣品，需等速采樣，即煙氣流速與采樣速度相等?！盚J/T 76-2007《固定污染源連續監測系統技術要求及檢測方法》規定：“當流速大于10m/s時，速度相對誤差不超過±10％；當流速小于或等于10m/s時，速度相對誤差不超過±12％”。

對不同流速的煙氣進行采樣，煙氣采樣嘴放置于氣流主體當中，采樣嘴保持微負壓狀態。當煙氣流速大于采樣速度時，行至采樣口內邊緣的部分氣流及其攜帶的小顆粒會改變流向而不進入采樣嘴內，而該部分氣流攜帶的一些大顆粒由于質量較大，在較大慣性下，會繼續按原方向前進，這使得進入采樣嘴內內的大顆粒采樣濃度高于主體真實濃度。而煙氣流速小于采樣速度時，行至采樣口外邊緣的一部分氣流及其攜帶的小顆粒被吸入到采樣嘴內，而其攜帶的部分大顆粒由于質量較大，在較大慣性下不能跟隨改變了方向的氣流進入采樣嘴內，最終致使大顆粒的采樣濃度將低于真實濃度。當氣流主體速度等于采樣速度時，行至采樣口邊緣的氣流不會發生流向改變，其所攜帶的顆粒也不會改變運動方向，故此時采樣濃度和真實濃度相等。恒流量等速采樣時，為使不同煙氣流速下的采樣都能滿足等速采樣原理，需準備多種口徑的采樣嘴。采樣嘴口徑大小與煙氣流速一一對應。當對流速不同的煙氣進行采樣，需頻繁更換采樣嘴。

同時，在進行恒流量連續采樣的時間段內，煙氣流速可能會發生局部波動。由于煙氣流速的波動導致固定口徑的采樣嘴可能沒有實現等速采樣。

發明內容

本發明的目的在于克服現有采樣技術的不足，提出一種結構設計巧妙、合理的新型采樣嘴從而保證該采樣系統在較大煙氣流速范圍內及煙氣流速波動時均能實現利用一個采樣嘴進行等速采樣。此外，在滿足等速采樣原理進行恒流量連續采樣時，本發明進一步提出了新型采樣嘴調節片的抗彎剛度值EI與可采樣煙氣流速范圍的關系。