[發明專利]一種監測電磁環境下霧霾演變的模擬系統

在審

• 申請號: 202110605105.X
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113340777A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 趙玉虎;明正峰;韓彬彬;汶濤
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/06;G01N15/10;G01D21/02;B01L1/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;李勇軍

本發明公開了一種監測電磁環境下霧霾演變的模擬系統，主要解決現有技術不能獲悉電磁環境下霧霾演變機理與作用規律的問題。其包括霧霾發生子系統、實驗箱、霧霾參數測量子系統、電磁環境子系統和圖像分析子系統。其中，霧霾發生子系統與實驗箱相連，霧霾參數測量子系統放置實驗箱中，實驗箱置于電磁環境子系統中，圖像分析子系統與電磁環境子系統相連。霧霾發生子系統輸出成分配比可控的氣溶膠顆粒，模擬真實的霧霾；霧霾參數測量子系統實時監測霧霾質量濃度與數濃度分布；電磁環境子系統模擬霧霾的真實電磁環境；圖像分析子系統實時監測霧霾宏觀圖像和觀測霧霾顆粒的微觀形態。本發明能獲悉電磁環境下霧霾的演變機理與作用規律，可用于霧霾防護。

技術領域

本發明屬于環境模擬及試驗技術領域，特別涉及一種霧霾監測模擬系統，可用于獲悉復雜電磁環境下霧霾的演化機理及作用規律和霧霾防護。

背景技術

近年來，頻發的霧霾污染對自然環境和人類生活造成惡劣影響，已成為整個社會關注的焦點。對空間環境中霧霾的成因分布及演化過程研究多聚焦于氣象因素，部分研究機構和企業開發了微顆粒粒徑和濃度檢測儀器用于霧霾模擬及檢測系統。沈陽工業大學和國網遼寧省電力有限公司公開發了一種模擬霧霾環境及數據監測系統，如圖9所示。該系統由霧霾模擬實驗箱體和箱體上并行連接的霧霾生成子系統、數據監測子系統、風速控制子系統、溫度控制子系統、霧霾顆粒粒徑測試子系統以及排氣子系統組成。其中：

所述霧霾模擬實驗箱體，其由有機玻璃制成的長方體箱體，設有可開動的玻璃門，箱體內設有絕緣子、浴霸取暖防水燈和霾輸送環，絕緣子垂直懸掛于霧霾模擬實驗箱體內。

所述霧霾生成子系統，其包括霧發生子系統和霾發生系統，霾發生子系統由風機、霾顆粒存儲器、霧霾氣體收集袋和霾輸送環通過硬塑管道連通構成，硬塑管道的一端與霧霾模擬實驗箱體連接，另一端與霾輸送環相連接；霧發生系統由超聲波工業加濕器和硬塑管連通構成，硬塑管的另一端連接霧霾模擬實驗箱體。

所述風速控制子系統，其包括變頻器、風機、通風管、帆布式可伸縮軟管和風道型風速傳感器，其中，變頻器與風機相連接，風機通過通風管與霧霾模擬實驗箱體連接，通風管的一端連接有帆布式可伸縮軟管；通風管上還設有風道型風速傳感器。

所述溫度控制子系統，其由浴霸取暖防水燈和溫濕度傳感器構成，溫濕度傳感器設置在霧霾模擬實驗箱體上。

所述霧霾顆粒粒徑測試子系統，其由激光粒度儀構成。

所述數據監測子系統，其包括測量風速大小的風道型風速傳感器、測量霧霾中不溶顆粒粒徑分布的激光粒度儀及霧霾模擬實驗箱體內溫度和濕度的溫濕度傳感器，激光粒度儀設置在霧霾模擬實驗箱體上。

所述排氣子系統，其包括排氣管、抽氣泵及集氣袋，排氣管一端通過霧霾模擬實驗箱體伸入箱體內，排氣管的另一端連接抽氣泵和集氣袋。

上述模擬霧霾環境的實驗裝置及數據監測系統存在以下四點不足：(1)該系統采用霧生成系統和霾生成系統的霧霾模擬裝置，這種模擬裝置在有限空間內不能保證霧成分和霾顆粒充分融合，模擬的霧霾真實性差；(2)該數據監測系統中采用激光粒度儀對不溶顆粒的粒徑分布進行監測，缺少對不同粒徑顆粒數濃度和質量濃度的監測，不能對霧霾顆粒濃度分布實時反饋；(3)該系統的監測系統只對顆粒粒徑和霧霾溫濕度的進行監測，缺少對模擬的霧霾宏觀圖像和霧霾顆粒微觀形態變化的監測，只能通過間接的數據測量反應模擬霧霾的參數變化，難以直觀描述模擬霧霾的演變；(4)該系統只對霧霾顆粒環境中的溫度和自然風速等氣象因素進行模擬，忽略了同一時空中寬頻帶復雜電磁環境對霧霾顆粒演變的影響，難以對電磁環境下霧霾的演變監測和記錄。這些不足將影響研究者對復雜電磁環境對霧霾顆粒演化機理及作用規律的研究工作，對霧霾的防護造成困難。

發明內容