[發明專利]一種層流火焰中碳煙高效采集系統及其采集方法

有效

• 申請號: 202010972870.0
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112082824B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 楚化強;聶曉康;胡家龍;牙宇晨;吳澤玫
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美;金貝貝

1.一種層流火焰中碳煙高效采集系統，其特征在于：包括高壓腔(100)，以及設置在高壓腔(100)內的層流燃燒器(110)和采集機構(200)，層流燃燒器(110)下方設置有用于驅動其升降的升降機構(130)，采集機構(200)設置于層流燃燒器(110)一側，包括位于層流燃燒器(110)頂部上方的旋轉盤(210)，旋轉盤(210)下方設置有用于驅動旋轉盤(210)旋轉的動力組件，旋轉盤(210)上沿周向均勻間隔活動設置有多組采樣臂(212)，每組采樣臂(212)的采樣端均放置有采樣銅網；

旋轉盤(210)下方的動力組件包括步進電機(250)，步進電機(250)通過聯軸器(240)與減速箱(230)相連，減速箱(230)的輸出軸(220)端部與旋轉盤(210)相連；步進電機(250)還與信號發生器(260)相連，信號發生器(260)用于控制步進電機(250)轉動與停止；升降機構(130)與層流燃燒器(110)之間還設有相配合的導向柱(120)和導向套筒；旋轉盤(210)上表面上還緊固有固定法蘭(211)；

旋轉盤(210)的邊緣沿周向均勻間隔開設有多個安裝凹槽，安裝凹槽由旋轉盤(210)邊緣向其中心方向延伸，每個安裝凹槽內設置有一組采樣臂(212)，采樣臂(212)的安裝端開設有調節槽(213)，通過螺栓穿過調節槽(213)并緊固，從而將采樣臂(212)安裝在旋轉盤(210)上；每個安裝凹槽的一側均設置有刻度標尺(214)；采樣臂(212)的采樣端上開設有用于放置采樣銅網的銅網放置腔(215)，銅網放置腔(215)設置為U形，且銅網放置腔(215)的內壁上設置有與采樣銅網邊緣相嵌合的嵌置槽，采樣銅網為碳支持膜銅網。

2.一種層流火焰中碳煙高效采集方法，其特征在于：采用如權利要求1所述的采集系統，包括以下步驟：

S1、打開高壓腔(100)，將采樣銅網裝在采樣臂(212)上，調節旋轉盤(210)上采樣臂(212)的伸出長度，使其采樣端采樣銅網的中心到達層流燃燒器(110)燃料口的中心；合上高壓腔(100)；

S2、調節升降機構(130)，使采樣銅網距離層流燃燒器(110)燃料口的高度滿足初始要求；控制動力組件使旋轉盤(210)旋轉，采樣銅網偏離燃料口；

S3、層流燃燒器(110)點火，火焰穩定后，通過動力組件控制旋轉盤(210)轉動，使采樣銅網進入火焰中，采樣銅網與層流燃燒器(110)燃料口共軸線，旋轉盤(210)暫停轉動，使采樣銅網在火焰中停留采樣；然后動力組件控制旋轉盤(210)繼續轉動，使采樣銅網退出火焰，完成一次碳煙采集；

S4、通過升降機構(130)的調節，重復采樣過程，完成對不同高度火焰中碳煙的采集；通過調節槽(213)調節采樣銅網偏離層流燃燒器(110)燃料口中心的不同位置，重復采樣過程，完成對不同徑向火焰中碳煙的采集，即可實現對火焰任意位置的碳煙采集。