一种大气颗粒物监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大气颗粒物监测装置，该装置包括鼓风机、干燥室、分散室、缓冲罐和分级室，鼓风机通过第一进气管与干燥室相连，所述的第一进气管上安装有第一阀门和流量计，干燥室通过第二进气管与分散室相连，使颗粒物带负电的电极均匀分布在分散室壁上，分散室的下端出口连通缓冲罐，缓冲罐的下端出口连通分级室，分级室上的第二金属板连接电源形成均匀分布的匀强电场，分级室底部设有三个收集器，其中，收集器中的电子天平依次连接电脑和警报装置，本发明专利技术能同时监测大气中PM2.5、PM10和TSP的质量浓度，具有操作简单、成本低、测量准确度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境监测
，特别是涉及一种大气颗粒物监测装置。
技术介绍
随着工业的不断发展，人类生存环境遭到破坏，其中大气污染形势严峻，大气颗粒物能够造成雾霾大气。大气颗粒物指的是分散在大气中的固态或液态颗粒状物质的总称，其粒径范围约为0.1μm-100μm，对它的监测、分析和研究是当前环境保护工作的重点。大气颗粒物的监测范围主要包括空气动力学直径小于或等于100μm的总悬浮颗粒物TSP(TotalSuspendedParticulate)、空气动力学直径小于或等于10μm的可吸入颗粒物PM10(ParticleswithDiametersof10μ morless)和空气动力学直径小于或等于2.5μm的细颗粒物PM2.5三种。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的雾霾大气对人体健康的危害甚至大于沙尘暴。粒径大于10μm的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5μm-10μm的颗粒物，能够进入上呼吸道，部分可通过痰液等排出体外，部分会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；粒径小于2.5μm的细颗粒物，不易被阻挡，被吸入人体后直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发哮喘、支气管炎和心血管病等疾病。目前，除美国和欧盟一些国家将PM2.5纳入国标进行强制限制外，世界上大部分国家都还未开展对PM2.5的监测，大多只对PM10进行监测。目前，PM2.5三种主流的监测方法有振荡天平法，该方法定量关系明确，缺点是测定结果偏低，需加装膜动态测量系统；β射线法一般被认为测定数据存在偏差；光散射法主要测量PM2.5的数量浓度，在将数量浓度转化为环保部分所需的质量浓度后，其准确度会大幅下降。上述三种方法操作复杂，测量结果准确度不高，仪器造价昂贵。因此，研究设计一种能同时监测大气中PM2.5、PM10和TSP的质量浓度，操作简单、成本低、测量准确度高的大气颗粒物监测装置具有远大的应用前景和实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大气颗粒物监测装置。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种大气颗粒物监测装置，包括鼓风机、干燥室、分散室、缓冲罐和分级室，所述的鼓风机通过第一进气管与干燥室相连，所述的第一进气管上安装有第一阀门和流量计，所述的流量计中安装有无线传输模块，干燥室连通第二进气管，所述的第二进气管的出气口连通分散室
的顶部中心，所述的分散室上半部为密封的圆筒形，下半部为漏斗形，使颗粒物带负电的电极均匀分布在分散室壁上，分散室的下端出口连通缓冲罐，所述的缓冲罐上半部为密封的圆筒形，下半部为漏斗形，缓冲罐的上半部内侧面的顶部和四周覆盖有第一金属板，所述的第一金属板与第一负电源连接，缓冲罐的下端出口连接至分级室的左侧入口，所述的分级室为密闭的长方体结构，且四面透明，所述的分级室的左内侧壁面和右内侧壁面均覆盖有第二金属板，所述的分级室左内侧壁面的第二金属板和右内侧壁面的第二金属板分别连接电源形成均匀分布的匀强电场，分级室的底侧壁的顶面上设有三个从左到右依次相连的孔，所述的孔的横截面呈倒八字形，所述的孔的下部安装有收集器，收集器由绝缘板和电子天平构成，所述的绝缘板一个侧面贴在分级室底侧壁上的孔的侧面，绝缘板的另一个侧面上贴有第三金属板，所述的第三金属板与第三负电源连接，电子天平通过信号线依次连接电脑和警报装置。进一步地，所述的鼓风机进气口处设置第一滤网，所述的第一滤网为150目滤网。进一步地，所述的干燥室、分散室、缓冲罐和分级室的内壁表面粗糙度小于2.5μm，内部腔体中各部位的夹角平滑过渡、无死角。进一步地，所述的干燥室的温度为10℃-100℃。进一步地，所述的分散室四周每隔90°有一组五个电极，电极并联接到峰值电压为25KV-35KV，脉冲频率100Hz-300Hz的高压负脉冲电源上。进一步地，所述的第一金属板与第一负电源连接，所述的第一负电源的电压为5KV-12KV。进一步地，所述的绝缘板和第三金属板的下部均开有长方形的出气孔，所述的出气孔到分级室前侧壁的距离与出气孔到分级室后侧壁的距离相等，出气孔位于电子天平的上部，出气孔中安装有第二滤网，所述的第二滤网从内到外依次是金属滤网、聚四氟乙烯滤膜和石英纤维层，所述的聚四氟乙烯滤膜的孔径为0.05μm-10μm，所述的石英纤维层的孔径为0.7μm-10μm，所述的金属滤网并联接到第三负电源。进一步地，所述的分级室的底部通过螺钉固定连接有盖板，盖板和分级室之间设有橡胶垫，所述的盖板的顶面设有与收集器对应的三个长方形孔，所述的电子天平放置在长方形孔中，所述的电子天平呈长方形，电子天平的上部设有长方型的秤物板，所述的秤物板为绝缘体，所述的秤物板的中心处开设凹槽，凹槽内部贴有正方形的金属片，秤物板的上平面与金属片的上平面在同一平面上，所述的金属片接地，绝缘板的下部与秤物板的侧面相接，绝缘板的下部的出气孔通过管道与外界大气连通，所述的管道上设有第二阀门。进一步地，所述的电脑中安装有对数据进行处理的控制器，所述的控制器从电子天
平获得24h内收集器收集的0μm-2.5μm、2.5μm-10μm(不包含2.5μm)和10μm-100μm(不包含10μm)颗粒物的质量，控制器通过无线网络与流量计上的无线传输模块进行通信获得流量计的进气流速，经数据处理后即可得到PM2.5、PM10和TSP的质量浓度，警报装置通过数据线与电脑的控制器连接，警报装置根据电脑的控制器传输的PM2.5、PM10和TSP的质量浓度，显示不同颜色的警报灯。进一步地，所述的警报装置在PM2.5质量浓度限值不高于35μg/m3时，显示绿色警报灯；在PM2.5质量浓度限值在35μg/m3-75μg/m3(包含75μg/m3)时，显示黄色警报灯；在PM2.5质量浓度限值大于浓度限值75μg/m3时，显示红色警报灯；所述的警报装置在PM10质量浓度限值不高于50μg/m3时，显示绿色警报灯；在PM10质量浓度限值在50μg/m3-150μg/m3(包含150μg/m3)时，显示黄色警报灯；在PM10质量浓度限值大于150μg/m3时，显示红色警报灯；所述的警报装置在TSP质量浓度限值不高于120μg/m3时，显示绿色警报灯；在TSP质量浓度限值在120μg/m3-300μg/m3(包含300μg/m3)时，显示黄色警报灯；在TSP质量浓度限值大于300μg/m3时，显示红色警报灯。本专利技术的有益效果为：提供了一种大气颗粒物监测装置，该装置对大气颗粒物进行监测时，利用高压负脉冲电源通过电极产生的电场使颗粒物在分散室中带上负电荷，通过缓冲罐中的负电场调整下降速度进入分级室，由于不同粒径的颗粒物带电量不同，颗粒物在自身重力和分级室电场力综合作用下，因运动轨迹的不同而分别落入相应的收集器，再通过第三金属板的负电场力，使收集器中的颗粒物向电子天平秤物板的中心运动，消除电子天平的四角偏载误差，提高电子天平的称量精度；电脑中的控制器从电子天平获得24h内收集器收集的0μm-2.5μm、2.5μm-10μm(不包含2.5μm)和10μm-100μm(不包含10μm)颗粒物的质量，控制器通过无线网络与流量计上的无线传输模块进行通信获得流量计的进气流速，经数据处理后即可得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气颗粒物监测装置，包括鼓风机（1）、干燥室（5）、分散室（7）、缓冲罐（10）和分级室（13），其特征在于，所述的鼓风机（1）通过第一进气管（4）与干燥室（5）相连，所述的第一进气管（4）上安装有第一阀门（2）和流量计（3），所述的流量计（3）中安装有无线传输模块，干燥室（5）连通第二进气管（6），所述的第二进气管（6）的出气口连通分散室（7）的顶部中心，所述的分散室（7）上半部为密封的圆筒形，下半部为漏斗形，使颗粒物带负电的电极（8）均匀分布在分散室（7）壁上，分散室（7）的下端出口连通缓冲罐（10），所述的缓冲罐（10）上半部为密封的圆筒形，下半部为漏斗形，缓冲罐（10）的上半部内侧面的顶部和四周覆盖有第一金属板（11），所述的第一金属板（11）与第一负电源（12）连接，缓冲罐（10）的下端出口连接至分级室（13）的左侧入口，所述的分级室（13）为密闭的长方体结构，且四面透明，所述的分级室（13）的左内侧壁面和右内侧壁面均覆盖有第二金属板（14），所述的分级室（13）左内侧壁面的第二金属板（14）和右内侧壁面的第二金属板（14）分别连接电源（15）形成均匀分布的匀强电场，分级室（13）的底侧壁的顶面上设有三个从左到右依次相连的孔，所述的孔的横截面呈倒八字形，所述的孔的下部安装有收集器，收集器由绝缘板（16）和电子天平（19）构成，所述的绝缘板（16）一个侧面贴在分级室（13）底侧壁上的孔的侧面，绝缘板（16）的另一个侧面上贴有第三金属板（17），所述的第三金属板（17）与第三负电源（18）连接，电子天平（19）通过信号线依次连接电脑（20）和警报装置（21）。...

【技术特征摘要】
1.一种大气颗粒物监测装置，包括鼓风机（1）、干燥室（5）、分散室（7）、缓冲罐（10）和分级室（13），其特征在于，所述的鼓风机（1）通过第一进气管（4）与干燥室（5）相连，所述的第一进气管（4）上安装有第一阀门（2）和流量计（3），所述的流量计（3）中安装有无线传输模块，干燥室（5）连通第二进气管（6），所述的第二进气管（6）的出气口连通分散室（7）的顶部中心，所述的分散室（7）上半部为密封的圆筒形，下半部为漏斗形，使颗粒物带负电的电极（8）均匀分布在分散室（7）壁上，分散室（7）的下端出口连通缓冲罐（10），所述的缓冲罐（10）上半部为密封的圆筒形，下半部为漏斗形，缓冲罐（10）的上半部内侧面的顶部和四周覆盖有第一金属板（11），所述的第一金属板（11）与第一负电源（12）连接，缓冲罐（10）的下端出口连接至分级室（13）的左侧入口，所述的分级室（13）为密闭的长方体结构，且四面透明，所述的分级室（13）的左内侧壁面和右内侧壁面均覆盖有第二金属板（14），所述的分级室（13）左内侧壁面的第二金属板（14）和右内侧壁面的第二金属板（14）分别连接电源（15）形成均匀分布的匀强电场，分级室（13）的底侧壁的顶面上设有三个从左到右依次相连的孔，所述的孔的横截面呈倒八字形，所述的孔的下部安装有收集器，收集器由绝缘板（16）和电子天平（19）构成，所述的绝缘板（16）一个侧面贴在分级室（13）底侧壁上的孔的侧面，绝缘板（16）的另一个侧面上贴有第三金属板（17），所述的第三金属板（17）与第三负电源（18）连接，电子天平（19）通过信号线依次连接电脑（20）和警报装置（21）。2.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物监测装置，其特征在于，所述的鼓风机（1）进气口处设置第一滤网（22），所述的第一滤网（22）为150目滤网。3.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物监测装置，其特征在于，所述的干燥室（5）、分散室（7）、缓冲罐（10）和分级室（13）的内壁表面粗糙度小于2.5μm，内部腔体中各部位的夹角平滑过渡、无死角。4.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物监测装置，其特征在于，所述的干燥室（5）的温度为10℃-100℃。5.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物监测装置，其特征在于，所述的分散室（7）四周每隔90°有一组五个电极（8），电极并联接到峰值电压为25KV-35KV，脉冲频率100Hz-300Hz的高压负脉冲电源（9）上。6.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物监测装置，其特征在于，所述的第一金属板（11）与第一负电源（12）连接，所述的第一负电源（12）的电压为5KV-12KV。7.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物监测装置，其特征在于，所述的绝缘板（16）和第三金属板（17）的下部均开有长方形的出气孔，所述的出气孔到分级室（13）前侧壁的距离与出气孔到分级室（13）后侧壁的距离相等，出气孔位于电子天平（...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹君臣，樊玮，崔耀华，邹晓华，暴冰，陆新东，师恩洁，周新刚，李建鹏，陈睿锋，何力人，周文辉，孙彦楷，张家铭，刘江涛，
申请(专利权)人：河南省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41