一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置及其实验方法制造方法及图纸

一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置及其实验方法，属于大气颗粒物测试技术领域。该装置包含大小舱体、缝隙、发烟装置、气流混合系统、压差控制系统、颗粒物测试装置、温湿度控制器、过滤器。大小舱体分别用于模拟室内外环境，两者通过缝隙机构连接。发烟装置为气溶胶发生器，颗粒物采用ISO标准尘。压差控制器由真空泵、控制阀、微压计、流量计组成，可实现对缝隙两侧压差的精确控制。该装置可以实现在实验室环境中，模拟出多种条件（温湿度、压差、粒径、缝隙条件）下的颗粒物室内外穿透系数。在应用过程中，可根据具体要求对各种参数进行设定，得出相应条件下的穿透系数，具有简单易控制、多参数可变、节省人力物力等显著优点。

An experimental device and its experimental method for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of atmospheric particulates

The utility model relates to an experimental device for measuring the indoor and outdoor penetrating coefficients of atmospheric particulates and the experimental method thereof, belonging to the technical field of atmospheric particle testing. The device includes the size of cabin, gap, smoke device, gas mixing system, pressure control system, particle testing device, temperature and humidity controller, filter. The size of the cabin were used to simulate the indoor and outdoor environment, which are connected by gap mechanism. The smoke generator is an aerosol generator and the particulates are made of ISO standard dust. The pressure difference controller is composed of a vacuum pump, a control valve, a micro manometer and a flow meter, so that the pressure difference at the two sides of the gap can be precisely controlled. The device can simulate the indoor and outdoor penetration coefficients of the particles under the conditions of temperature, humidity, pressure difference, particle size and gap conditions in a laboratory environment. In the process of application, various parameters can be set according to specific requirements, and the penetration coefficient under the corresponding conditions can be obtained. The utility model has the advantages of simple and easy control, variable parameters, saving manpower and material resources, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置及其实验方法
本专利技术涉及一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置及其实验方法，属于大气颗粒物测试

技术介绍
近年来，我国大气颗粒物污染形势日趋严峻，颗粒物污染已为我国许多大中城市空气环境的首要污染物。现代社会中，人们大部分时间都在室内度过，室外颗粒物是室内颗粒物的一个重要来源，许多室外颗粒物污染源，如交通、工业和生活所产生的污染物，通过通风或围护结构的缝隙穿透进入到室内，导致室内环境污染，影响室内人员的健康。流行病学研究表明，无论是短期还是长期暴露于颗粒物中，均可能对人体多个系统造成不良影响。关于室内外污染物关系的研究表明，迁移进入室内环境的颗粒物质量浓度与室外大气悬浮颗粒物浓度处于同一数量级。因此可以认为，大气颗粒物是室内颗粒物的重要来源。所以研究大气颗粒物室内外穿透系数非常具有现实意义。穿透系数表征颗粒物穿透建筑围护结构的能力，目前主要的研究方法有现场测试和实验舱测试。现场测试是以具体的建筑物或房间为对象，测试不具有普遍性，且受测试的环境参数影响很大，实验结果相差也很大，无法获知某些参数对穿透因子的影响。实验舱测试是在实验室条件下，对颗粒物室内外穿透系数进行测量。在测试过程中，涉及到的参数主要有缝隙两侧压差、缝隙尺寸、缝隙粗糙度、颗粒物粒径、温湿度等。实验开始之前，选择适当的缝隙尺寸及粗糙度，按照具体要求，对温湿度、缝隙两侧压差进行控制，待颗粒物释放完毕后进行结果测定。相较于现场测试，实验舱测定法的优点在于可在实验室中实现多种工况下的穿透系数测定，且各种条件可控、可根据实际要求组合变换，也可对某一具体参数对穿透系数的影响进行考察。目前国内已有研究者使用实验舱进行穿透系数的测定，但在实验过程中还存在以下不足：①颗粒物释放源的选择：部分实验者采用蚊香、香烟发射颗粒物，而蚊香、香烟释放的颗粒物中95%为超细颗粒物（d<100nm），1μm以上的颗粒物含量极少（<5%），与大气颗粒物粒径分布不符，故此类发射源不能准确的模拟大气颗粒物粒径分布。②缝隙两侧的压差只采用流量进行调节，不能实时的监测两侧的压差，故是否能达到预期的控制效果是未知的。③忽略温湿度对穿透系数的影响，不对温湿度条件进行控制。本实验装置针对上述问题进行设计及优化，能大大提高试验参数的可控性及准确性，弥补前人研究中的不足。
技术实现思路
为方便的在实验室中实现建筑物穿透系数的准确测量，本专利技术提供一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置及其实验方法，它耦合了影响穿透系数的所有参数（压差、缝隙条件、颗粒物粒径、温湿度等），在所有参数准确可控的基础上，实现各种工况下穿透系数的测定。本专利技术采用的技术方案是：一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置，它包括大舱体、小舱体和缝隙机构，采用多个长螺钉把小舱体和缝隙机构固定在大舱体上，所述缝隙机构包含第一板（7a）、第二板和垫片，第一板和第二板粘连在小舱体上，与小舱体形成整体，缝隙位于第二板与垫片之间；所述大舱体顶端中央位置设有第一开口，第一开口通过软管与气溶胶发生器相连，在顶部中央位置悬挂颗粒物混合机构，在大舱体右侧面下方设有第二开口，第二开口通过软管与过滤器连接，在大舱体右侧面、缝隙机构高度处设有第三开口，软管的一端通过第三开口进入大舱体固定在缝隙前侧中央位置，另一端与第一颗粒物测试装置连接，大舱体正面设有与缝隙机构连接的长方形第四开口，颗粒物通过第四开口流入缝隙机构中的缝隙，温湿度控制器放置于大舱体底面中间位置；所述小舱体正面设有第五开口，第五开口通过软管与压差控制器连接，所述压差控制器包含真空泵、流量计、控制阀和微压计，其中流量计、控制阀和真空泵依次通过软管连接，接头处用密封胶密封，小舱体侧面设有第六开口，软管的一端通过第六开口进入小舱体后固定在缝隙后侧中央位置，另一端与第二颗粒物测试装置连接，小舱体里侧设有与缝隙机构连接的长方形第七开口，微压计的两软管通过第八开口和第九开口分别固定在缝隙前、后侧中央位置。所述的一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验方法采用下列步骤：（a）打开颗粒物混合机构，加强大舱体内气流混合；（b）对温湿度进行控制；打开温湿度控制器，设定实验温度值，当大舱体内空气温度小于设定值时，启动加热系统升温，反之启动降温系统降温；控制器的湿度调节区间为40-100%RH，梯度为5%RH，所以湿度设置范围为40-100%。当温湿度达到设定值，且温度波动值小于0.1℃，相对湿度波动值小于2%RH时，温湿度调节完成；（c）缝隙两侧压差控制，压差控制是先通过流量调节，再通过微压计监测进行压差微调，直至达到设定值；缝隙两侧的压差区间为4-10Pa，选定压差后，真空泵工作，流量计测量抽取的气体流量，当流量大于设定流量时，关小控制阀开度，当流量小于设定流量时，调大控制阀开度，直至流量与设定值相同；微压计监测缝隙两侧压差，当缝隙两侧流量达到设定值，缝隙两侧压差便达到设定值，观察微压计读数，若压差为设定值，压差控制操作结束；（d）温湿度、压差控制完成后，气溶胶发生器发射颗粒物，颗粒物在颗粒物混合机构作用下，迅速扩散，由于缝隙两侧压差的存在，颗粒物会通过缝隙由大舱体穿透进入小舱体；（e）在颗粒物释放一段时间后，且在大舱体内混合均匀时，第一颗粒物测试装置、第二颗粒物测试装置同时打开测量缝隙两侧颗粒物浓度，每次采样时间至少1min，每次测量的结果取1min内颗粒物浓度的平均值。本专利技术的有益效果是：1、这种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置包含大小舱体、缝隙、发烟装置、气流混合系统、压差控制系统、颗粒物测试装置、温湿度控制器、过滤器，可以实现在实验室环境中，模拟出多种条件（温湿度、压差、粒径、缝隙条件）下的颗粒物室内外穿透系数。2、大小舱体分别用于模拟室内外环境，两者通过缝隙机构连接，形象准确的模拟出颗粒物从室外环境中进入室内的穿透路径。3、发烟装置为气溶胶发生器，颗粒物采用ISO标准尘，与大气可吸入颗粒物粒径吻合度较高。4、压差控制器由真空泵、控制阀、微压计、流量计组成，可实现对缝隙两侧压差的精确控制。5、在应用过程中，可根据具体要求对各种参数进行设定，得出相应条件下的穿透系数，具有简单易控制、多参数可变、节省人力物力等显著优点。附图说明图1是一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置的系统示意图。图2是缝隙机构的结构图。图中：1、大舱体，1a、第一开口，1b、第二开口，1c、第三开口，1d、第四开口，1e、第八开口，2、小舱体，2a、第五开口，2b、第六开口，2c、第七开口，2d、第九开口，3、气溶胶发生器，4、颗粒物混合机构，5、过滤器，6、第一颗粒物测试装置，6a、第二颗粒物测试装置，7、缝隙机构，7a、第一板，7b、第二板，7c、垫片，7d、缝隙，8、温湿度控制器，9、真空泵，9a、流量计，9b、控制阀，10、长螺钉，11、微压计。具体实施方式以下参照附图对本专利技术的结构做进一步描述。图1示出了一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置。图中,这种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置包括大舱体1、小舱体2和缝隙机构7，采用多个长螺钉10把小舱体2和缝隙机构7固定在大舱体1上。缝隙机构7包含第一板7a、第二板7b和垫片7c，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置，它包括大舱体（1）、小舱体（2）和缝隙机构（7），采用多个长螺钉（10）把小舱体（2）和缝隙机构（7）固定在大舱体（1）上，其特征在于：所述缝隙机构（7）包含第一板（7a）、第二板（7b）和垫片（7c），第一板（7a）和第二板（7b）粘连在小舱体（2）上，与小舱体（2）形成整体，缝隙（7d）位于第二板（7b）与垫片（7c）之间；所述大舱体（1）顶端中央位置设有第一开口（1a），第一开口（1a）通过软管与气溶胶发生器（3）相连，在顶部中央位置悬挂颗粒物混合机构（4），在大舱体（1）右侧面下方设有第二开口（1b），第二开口（1b）通过软管与过滤器（5）连接，在大舱体（1）右侧面、缝隙机构（7）高度处设有第三开口（1c），软管的一端通过第三开口（1c）进入大舱体（1）固定在缝隙（7d）前侧中央位置，另一端与第一颗粒物测试装置（6）连接，大舱体（1）正面设有与缝隙机构（7）连接的长方形第四开口（1d），颗粒物通过第四开口（1d）流入缝隙机构（7）中的缝隙（7d），温湿度控制器（8）放置于大舱体（1）底面中间位置；所述小舱体（2）正面设有第五开口（2a），第五开口（2a）通过软管与压差控制器连接， 所述压差控制器包含真空泵（9）、流量计（9a）、控制阀（9b）和微压计（11），其中流量计（9a）、控制阀（9b）和真空泵（9）依次通过软管连接，接头处用密封胶密封，小舱体（2）侧面设有第六开口（2b），软管的一端通过第六开口（2b）进入小舱体（2）后固定在缝隙（7d）后侧中央位置，另一端与第二颗粒物测试装置（6a）连接，小舱体（2）里侧设有与缝隙机构（7）连接的长方形第七开口（2c），微压计（11）的两软管通过第八开口（1e）和第九开口（2d）分别固定在缝隙（7d）前、后侧中央位置。...

【技术特征摘要】
1.一种测量大气颗粒物室内外穿透系数的实验装置，它包括大舱体（1）、小舱体（2）和缝隙机构（7），采用多个长螺钉（10）把小舱体（2）和缝隙机构（7）固定在大舱体（1）上，其特征在于：所述缝隙机构（7）包含第一板（7a）、第二板（7b）和垫片（7c），第一板（7a）和第二板（7b）粘连在小舱体（2）上，与小舱体（2）形成整体，缝隙（7d）位于第二板（7b）与垫片（7c）之间；所述大舱体（1）顶端中央位置设有第一开口（1a），第一开口（1a）通过软管与气溶胶发生器（3）相连，在顶部中央位置悬挂颗粒物混合机构（4），在大舱体（1）右侧面下方设有第二开口（1b），第二开口（1b）通过软管与过滤器（5）连接，在大舱体（1）右侧面、缝隙机构（7）高度处设有第三开口（1c），软管的一端通过第三开口（1c）进入大舱体（1）固定在缝隙（7d）前侧中央位置，另一端与第一颗粒物测试装置（6）连接，大舱体（1）正面设有与缝隙机构（7）连接的长方形第四开口（1d），颗粒物通过第四开口（1d）流入缝隙机构（7）中的缝隙（7d），温湿度控制器（8）放置于大舱体（1）底面中间位置；所述小舱体（2）正面设有第五开口（2a），第五开口（2a）通过软管与压差控制器连接，所述压差控制器包含真空泵（9）、流量计（9a）、控制阀（9b）和微压计（11），其中流量计（9a）、控制阀（9b）和真空泵（9）依次通过软管连接，接头处用密封胶密封，小舱体（2）侧面设有第六开口（2b），软管的一端通过第六开口（2b）进入小舱体（2）后固定在缝隙（7d）后侧中央位置，另一端与第二颗粒物测试装置（6a）连接，小舱体（2）里侧设有与缝隙机构（7）连接的长方形第七开口（2c），微压计...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕阳，魏山山，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21