[發明專利]一種高溫高濕度氣溶膠采樣裝置及采樣方法

有效

• 申請號: 201911378029.2
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN110879159B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 李陽陽;方文;滑海寧;謝旭良
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種旋轉式氣溶膠定量采樣裝置，其特征在于：該采樣裝置包括空心定子(2)、設置在空心定子(2)上的進樣口(1)和出樣口(4)，以及設置在空心定子(2)內的若干個用于將氣溶膠由進樣口(1)經空心定子(2)內剩余空間移動至出樣口(4)的空心轉子；所述空心轉子內設置有空腔及位于該空腔外的可發生相變的傳熱工質，所述空腔內設置有冷卻介質，傳熱工質的吸熱界面為空心轉子與所述氣溶膠相接觸的部分或全部壁面，傳熱工質的放熱界面為所述空腔的壁面；

所述空心定子和空心轉子間及空心轉子間留有配合運動的縫隙，空心轉子沿相互之間的配合端面及空心定子內壁周期性的運動，從而保持空心定子內始終具有幾個相對密封的腔體，且隨著空心轉子轉動，這幾個相對密封的腔體隨之移動，從而可以將氣體從進樣口輸送至出樣口；利用空心轉子空腔外的傳熱工質的相變與空腔內的冷卻介質進行熱交換，保持所述縫隙的穩定，因而可以保持較高的采樣精度；

所述空心轉子上設置有進液孔(8)，進液孔(8)內設置有用于控制所述傳熱工質注入與排出的除氣塞；

所述除氣塞包括升降筒體、與升降筒體的開口相連的連接管件以及設置在升降筒體的封閉端面上的導流孔和封閉頭，導流孔和封閉頭與位于進液孔(8)內的臺階面相配合，從而可以利用該封閉端面及位于所述臺階面上的第二密封墊圈封閉進液孔；

所述連接管件在升降筒體的封閉端面壓緊第二密封墊圈時，可嵌入至進液孔內，且連接管件頂部位于空心轉子表面以下；

所述空心轉子為兩個，各空心轉子通過采用雙轉子羅茨泵的轉子型線于同步旋轉中進行相互配合并分別與空心定子(2)的內壁進行配合；

所述采樣裝置還包括用于檢測進樣口(1)處氣體溫度和/或壓力的傳感器；

依據預先標定得到的空心轉子轉速-進樣口壓力-進樣口流量表格，控制空心轉子轉速，從而控制采樣過程的氣體流量；根據依據預先標定得到的進樣口溫度-氣體流量-冷卻介質流量表格，控制冷卻介質流量。

2.根據權利要求1所述一種旋轉式氣溶膠定量采樣裝置，其特征在于：所述空心轉子上設置有貫穿該空心轉子中心的空心旋轉軸(10)，所述冷卻介質于該空心旋轉軸(10)內部進行流動，所述傳熱工質設置在空心旋轉軸(10)的外壁面與空心轉子的內壁面之間。

3.一種如權利要求1所述的旋轉式氣溶膠定量采樣裝置的氣溶膠定量采樣方法，其特征在于：包括以下步驟：

將進樣口(1)連接至某燃燒器的排氣通路；使設置在空心定子(2)內的空心轉子轉動，從而將排氣通路中的一定體積的氣溶膠由進樣口(1)經空心定子(2)內剩余空間移動至出樣口(4)，從而實現對排氣通路的采樣；采樣中，利用所述傳熱工質于對應界面進行相變吸熱和相變放熱，同時，根據采集自進樣口(1)處的氣體壓力，調節空心轉子的轉速，以使采樣量在采樣過程中保持一定。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述空心轉子為兩個，兩個空心轉子各由一個空心旋轉軸(10)驅動，且兩個空心轉子通過采用雙轉子羅茨泵的轉子型線進行同步旋轉，所述冷卻介質通過空心旋轉軸(10)流過對應空心轉子的中心。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：采樣前將除氣塞置入空心轉子上的進液孔(8)，通過除氣塞對空心轉子內進行抽真空后將一定體積的所述傳熱工質通過除氣塞注入空心轉子。