一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法技术

本发明专利技术公开了一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法，所述方法包括在爆炸点第一区域布置近区采样器，采用TSP采样器和分级采样器，分别采集气溶胶浓度和气溶胶粒径，近区采样器的类型包括自动控制气溶胶采样器阵列、单个远程或自动控制采样器和单个手动控制采样器；在爆炸点第二区域和第三区域布置远区采样器，远区采样器为TSP采样器和分级采样器，用于环境监测；在爆炸点某一方向以及垂直方向各布置一台高速相机，用以计算爆炸后烟云的体积；开启采样器，进行数据采集；进行数据分析计算。本发明专利技术能够针对不同的实验条件、现场条件、设备的配备程度和水平，完成气溶胶浓度、粒径分布以及浓度和粒径分布随时间的变化规律，解决采样器堵塞以及人员无法接近测量等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法
本专利技术属于气溶胶
，具体涉及一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法。
技术介绍
气溶胶是大小为0.001-100μm的固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。气溶胶不仅会对气候产生影响，而且是大气的主要污染源之一。气溶胶具有较大的比表面和表面能，可以使一些在普通情况下相当缓慢的化学反应进行的非常迅速，甚至会引起爆炸。气溶胶的表征方法有两种：颗粒物浓度和粒径分布。为开展爆炸过程源项估算和气溶胶大气迁移规律的研究，需要对爆炸过程中的气溶胶进行监测，获取气溶胶浓度以及粒径分布等。而爆炸过程中释放气溶胶有气溶胶释放迅速、初始浓度高的特点，采样器在爆炸高温高压的环境中易遭到破坏，在采样过程中容易发生堵塞采样器，人员难以及时更换滤膜等问题，对爆炸过程中的气溶胶采样带来很大的困难。
技术实现思路
为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法，解决爆炸过程中的气溶胶采样的问题，并且提高浓度计算和爆炸源项的准确性。为达到以上目的，本专利技术采用的一种技术方案是：一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法，所述方法包括以下步骤：(1)在爆炸点第一区域布置近区采样器，所述近区采样器包含TSP采样器和分级采样器，所述TSP采样器和分级采样器设有保护措施保护，将所述近区采样器均匀布置在爆炸点的四个方位，用于采集气溶胶浓度和气溶胶粒径；(2)在爆炸点第二区域布置远区采样器，所述远区采样器包含TSP采样器和分级采样器，根据监测点的环境特点以及气象条件确定所述远区采样器的位置和数量，所述远区采样器的采样头的入口气流方向与采样气流的方向一致，用于环境监测；(3)在爆炸点第三区域布置远区采样器，所述远区采样器包含TSP采样器和分级采样器，根据监测点的环境特点以及气象条件确定所述远区采样器的位置和数量，所述远区采样器的采样头的入口气流方向与采样气流的方向一致，用于环境监测；(4)在爆炸点某一方向以及垂直方向各布置一台高速相机，用以计算爆炸后烟云的体积；(5)开启所述近区采样器、所述远区采样器和所述高速相机；(6)进行数据采集，采集的数据包括气溶胶浓度、气溶胶粒径和爆炸后烟云的照片；(7)进行数据分析计算，得到所需参数，所述参数包括粒径分布、气溶胶浓度和气溶胶烟云体积。进一步的，步骤(1)中所述第一区域离爆炸点的距离≤3m，根据实验设备的配备程度和水平选择所述第一区域的近区采样器类型，所述近区采样器的类型包括自动控制气溶胶采样器阵列、单个远程或自动控制采样器和单个手动控制采样器。进一步的，所述自动控制气溶胶采样器阵列包括多对采样器，每对采样器包含一个TSP采样器和一个分级采样器；所述单个远程或自动控制采样器包括一对采样器，每对采样器包含一个TSP采样器和一个分级采样器；所述单个手动控制采样器包括一对采样器，每对采样器包含一个TSP采样器和一个分级采样器。进一步的，步骤(2)中所述第二区域离爆炸点的距离＞3m且≤20m，步骤(3)中所述第三区域离爆炸点的距离＞20m，根据实验设备的配备程度和水平选择所述第二区域和第三区域的远区采样器类型，所述远区采样器的类型包括单个远程或自动控制采样器和单个手动控制采样器。进一步的，步骤(2)、(3)中根据监测点的环境特点以及气象条件确定所述远区采样器的位置和数量，具体为：在爆炸点上风向和下风向布置远区采样器，在下风向布置的远区采样器数量大于在上风向布置的远区采样器数量。进一步的，步骤(5)中当所述近区采样器和远区采样器为单个手动控制采样器时，需在爆炸发生之前提前开启所述单个手动控制采样器，并手动记录单个手动控制采样器的开启时间和爆炸发生时间。进一步的，步骤(5)中当所述近区采样器和远区采样器为单个远程或自动控制采样器时，通过远程或自动控制的方式控制单个远程或自动控制采样器在爆炸发生后延期一定时间开启。进一步的，步骤(7)中所述气溶胶浓度的计算方法为：a)当所述近区采样器为所述单个手动控制采样器时，根据所述单个手动控制采样器开启时间、所述爆炸发生时间和采样流量，计算出空采体积，减去所述空采体积，得到所述气溶胶浓度；b)当所述近区采样器为所述单个远程或自动控制采样器时，直接采用爆炸点近区的TSP采样器的监测数据，得到所述气溶胶浓度；c)当所述近区采样器为自动控制气溶胶采样器阵列时，通过采样器阵列获取不同时间段内的气溶胶浓度。进一步的，步骤(7)中所述气溶胶烟云体积的计算方法为：利用高速相机获取的相片，将不规则爆炸烟云分割成不同高度和半径的圆柱体，利用圆柱体体积计算公式计算出每个圆柱体的体积，再将所有圆柱体的体积相加，估算出爆炸烟云的体积。进一步的，所述TSP采样器为撞击式大流量或中流量采样器，所述分级采样器为串列式分级采样器。本专利技术的有益效果在于：本专利技术能够针对不同的实验条件、现场条件，设备的配备程度和水平，完成气溶胶浓度、粒径分布以及浓度和粒径分布随时间的变化规律，解决采样器堵塞以及人员无法接近测量等问题。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法流程图；图2为本专利技术实施例中提供的自动控制气溶胶采样器阵列结构示意图；图3为图2中的采样器安装板结构示意图。附图中：1-分级采样器；2-TSP采样器；3-采样器安装板；4-保护罩；5-防爆抽气泵箱；6-抽气泵；7-防爆自动控制系统。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例中提供的一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法流程图，所述方法包括以下步骤：S100、在爆炸点第一区域布置近区采样器，近区采样器采用TSP采样器和分级采样器，分别用于采集气溶胶浓度和气溶胶粒径。本实施中，第一区域离爆炸点的距离≤3m，由于在爆炸点附近气溶胶释放迅速、初始浓度高、采样器在爆炸高温高压的环境中易遭到破坏，所以需采用保护措施保护采样器。在爆炸点附近受气象条件的影响较小，不存在上下风向的问题，因此可以将所述近区采样器均匀布置在爆炸点的四周。本实施例中，所述TSP采样器为撞击式大流量或中流量采样器，用于对气溶胶浓度和气溶胶浓度随时间的变化规律进行测量，所述分级采样器为串列式分级采样器，对气溶胶粒径以及粒径分布随时间的变化规律进行测量。本实施例中，可根据实验设备的配备程度和水平来选择第一区域的近区采样器类型，包括自动控制气溶胶采样器阵列、单个远程或自动控制采样器和单个手动控制采样器。自动控制气溶胶采样器阵列包括多对采样器，每对采样器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)在爆炸点第一区域布置近区采样器，所述近区采样器包含TSP采样器和分级采样器，所述TSP采样器和分级采样器设有保护措施保护，将所述近区采样器均匀布置在爆炸点的四个方位，用于采集气溶胶浓度和气溶胶粒径；/n(2)在爆炸点第二区域布置远区采样器，所述远区采样器包含TSP采样器和分级采样器，根据监测点的环境特点以及气象条件确定所述远区采样器的位置和数量，所述远区采样器的采样头的入口气流方向与采样气流的方向一致，用于环境监测；/n(3)在爆炸点第三区域布置远区采样器，所述远区采样器包含TSP采样器和分级采样器，根据监测点的环境特点以及气象条件确定所述远区采样器的位置和数量，所述远区采样器的采样头的入口气流方向与采样气流的方向一致，用于环境监测；/n(4)在爆炸点某一方向以及垂直方向各布置一台高速相机，用以计算爆炸后烟云的体积；/n(5)开启所述近区采样器、所述远区采样器和所述高速相机；/n(6)进行数据采集，采集的数据包括气溶胶浓度、气溶胶粒径和爆炸后烟云的照片；/n(7)进行数据分析计算，得到所需参数，所述参数包括粒径分布、气溶胶浓度和气溶胶烟云体积。/n...

【技术特征摘要】
1.一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在爆炸点第一区域布置近区采样器，所述近区采样器包含TSP采样器和分级采样器，所述TSP采样器和分级采样器设有保护措施保护，将所述近区采样器均匀布置在爆炸点的四个方位，用于采集气溶胶浓度和气溶胶粒径；
(2)在爆炸点第二区域布置远区采样器，所述远区采样器包含TSP采样器和分级采样器，根据监测点的环境特点以及气象条件确定所述远区采样器的位置和数量，所述远区采样器的采样头的入口气流方向与采样气流的方向一致，用于环境监测；
(3)在爆炸点第三区域布置远区采样器，所述远区采样器包含TSP采样器和分级采样器，根据监测点的环境特点以及气象条件确定所述远区采样器的位置和数量，所述远区采样器的采样头的入口气流方向与采样气流的方向一致，用于环境监测；
(4)在爆炸点某一方向以及垂直方向各布置一台高速相机，用以计算爆炸后烟云的体积；
(5)开启所述近区采样器、所述远区采样器和所述高速相机；
(6)进行数据采集，采集的数据包括气溶胶浓度、气溶胶粒径和爆炸后烟云的照片；
(7)进行数据分析计算，得到所需参数，所述参数包括粒径分布、气溶胶浓度和气溶胶烟云体积。


2.根据权利要求1所述的一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一区域离爆炸点的距离≤3m，根据实验设备的配备程度和水平选择所述第一区域的近区采样器类型，所述近区采样器的类型包括自动控制气溶胶采样器阵列、单个远程或自动控制采样器和单个手动控制采样器。


3.根据权利要求2所述的一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法，其特征在于，所述自动控制气溶胶采样器阵列包括多对采样器，每对采样器包含一个TSP采样器和一个分级采样器；所述单个远程或自动控制采样器包括一对采样器，每对采样器包含一个TSP采样器和一个分级采样器；所述单个手动控制采样器包括一对采样器，每对采样器包含一个TSP采样器和一个分级采样器。


4.根据权利要求1所述的一种爆炸气溶胶源项获取和环境监测方法，其特征在于，步骤(2)中所述第二区域离爆炸点的距离＞3m且≤20m，步骤(3)中所述第三区域离爆炸点的距离＞20m，根据实验设备的配备程度和水平选择所述第二区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏自强，王彦，董豫阳，康晶，陈海龙，杨洁，赵杨军，李洋，刘畅，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14