多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统技术方案

本发明专利技术涉及多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统，包括采样头、一级切换机构、二级切换机构、连接管、浊度计、采样泵、数据采集及控制模块和采集箱；一级切换机构与采样头连接，一级切换机构与连接管连接；连接管与浊度计连接；浊度计与二级切换机构连接，二级切换机构与采样泵连接；一级切换机构与采样头之间设有第一温湿探头，浊度计设有第二温湿探头；一级切换机构、二级切换机构、浊度计、第一温湿探头和第二温湿探头均与数据采集及控制模块电性连接；二级切换机构、连接管、浊度计、采样泵、数据采集及控制模块均安装在采集箱的箱体内，一级切换机构和采样头位于采集箱外侧。本发明专利技术测量结果准确，属于环境监测技术领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统


[0001]本专利技术涉及环境监测
，具体涉及多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统。

技术介绍

[0002]随着气溶胶颗粒物污染日趋加重，关于环境气溶胶颗粒物的物理化学特性、形成和演变机制是国内外研究的热点。环境气溶胶颗粒物的相态是影响其物理化学特性及气溶胶颗粒物气粒平衡、多相化学反应的重要因素。气溶胶颗粒物的相态指的是气溶胶颗粒物是固态、部分液态或者液态，会直接影响气溶胶颗粒物中的液态水含量。此外，环境气溶胶颗粒物的相态会影响其吸湿增长过程，而气溶胶的吸湿增长过程与其微物理和光学特性息息相关，吸湿长大后的气溶胶颗粒物对太阳光的散射能力增强，从而降低大气能见度和改变地气系统的辐射能量平衡。
[0003]目前，主要通过加湿双电迁移性颗粒物粒径分析仪(HTDMA)和加湿浊度计系统来观测气溶胶颗粒物的吸湿增长行为。HTDMA主要是通过观测某一粒径气溶胶颗粒物加湿前和加湿后的粒径变化来计算气溶胶颗粒物的粒径吸湿增长因子。而加湿浊度计系统是对加湿前和加湿后气溶胶颗粒物的整体散射系数进行测量，能够间接反映气溶胶的吸湿增长行为。
[0004]而目前无论是HTDMA还是加湿浊度计系统，都是先将气溶胶颗粒物先干燥到较低相对湿度，再加湿到一定相对湿度，测得吸湿增长因子，反演得到吸湿性参数，并假设气溶胶颗粒物为液态来对其环境效应进行评估。但是由于气溶胶颗粒物的相态与环境相对湿度直接相关，其随着相对湿度变化的过程非常复杂，先干燥后加湿这种观测方法，可能对气溶胶颗粒物的环境状态造成了扰动，比如在干燥的过程中，环境气溶胶颗粒物可能发生了结晶，相态为固态，随后在加湿过程中其可能保持固态直到RH达到其潮解相对湿度时发生潮解，相态变为液态，也可能在某一相对湿度下部分潮解(部分液态)在潮解相对湿度时完全潮解；而在实际环境中，若气溶胶颗粒物之前并没有结晶，那么其在环境相对湿度低于其潮解相对湿度时也为液态。另一方面，即使环境气溶胶颗粒物在干燥过程中没有结晶，相态保持液态，但是在干燥再加湿的过程中，其相对湿度在短时间内发生了很大的变化，那么在同一相对湿度下其吸湿增长因子可能与实际环境存在偏差。这就表明目前的观测方法并不能真实地反映环境相态下气溶胶颗粒物的吸湿增长行为。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种测量结果准确的多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统，包括采样头、一级切换机构、二级切换机构、连接管、浊度计、采样泵、数据采集及控制模块和采集箱；
[0008]一级切换机构包括第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀均通过管道与采样头连接，第一电磁阀通过管道与浊度计连接；第二电磁阀通过管道与连接管连接；连接管与浊度计的入口端连接；浊度计的出口端与二级切换机构连接，二级切换机构与采样泵连接；一级切换机构与采样头之间设有第一温湿探头，浊度计的入口端、浊度计的出口端和浊度计的腔体内均设有第二温湿探头；二级切换机构、第一电磁阀、第二电磁阀、浊度计、第一温湿探头和第二温湿探头均与数据采集及控制模块电性连接；二级切换机构、连接管、浊度计、采样泵、数据采集及控制模块均安装在采集箱的箱体内，第一电磁阀、第二电磁阀和采样头位于采集箱外侧。
[0009]作为一种优选，二级切换机构包括第三电磁阀、第一限流管与第二限流管，第三电磁阀的一端通过管道与浊度计出口端连接，第三电磁阀的另一端与第一限流管连接，第一限流管与采样泵连接；第二限流管的一端与浊度计出口端连接，第二限流管的另一端与采样泵连接；第三电磁阀与数据采集及控制模块电性连接。
[0010]作为一种优选，第一电磁阀和第二电磁阀分别通过第一三通管与采样头连接，第一温湿探头设置在采样头和第一三通管之间；第一电磁阀和连接管分别通过第二三通管与浊度计入口端连接。
[0011]作为一种优选，当多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统放置在室外工作时，连接管为干燥管，第二电磁阀通过管道与干燥管的一端连接，干燥管的另一端通过管道与浊度计的入口端连接。
[0012]作为一种优选，当多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统放置在室内工作时，连接管为加湿管，第二电磁阀通过管道与加湿管的一端连接，加湿管的另一端通过管道与浊度计的入口端连接。
[0013]作为一种优选，多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统还包括防雨箱，第一电磁阀和第二电磁阀均安装在防雨箱内。
[0014]作为一种优选，采集箱包括框架层、防雨通风层和底层；防雨通风层和底层依次连接，框架层位于防雨通风层内；采样头位于防雨通风层的顶部；第一电磁阀和第二电磁阀均安装在防雨通风层，连接管位于防雨通风层；浊度计安装在防雨通风层内的框架层；数据采集及控制模块、第三电磁阀和采样泵安装在底层。
[0015]作为一种优选，防雨通风层为立方体框架，防雨通风层通过铝型材连接形成，防雨通风层的顶端与底端分别安装有连接板，顶端的连接板和底端的连接板均设有供管道穿过的通孔；防雨通风层的四周安装有第一百叶板。
[0016]作为一种优选，框架层为立方体框架，框架层通过铝型材连接形成，通过连接件固定在防雨通风层底端的连接板上。
[0017]作为一种优选，底层为立方体框架，底层内部及底端分别安装有安装板，数据采集及控制模块、二级切换机构和采样泵放置在安装板，底层的四周安装有第二百叶板。
[0018]总的说来，本专利技术具有如下优点：
[0019]本专利技术测量结果准确；可放置在室外，有良好的防雨和通风效果，并且采用大流量，使得样气温度与相对湿度与环境基本保持一致；通过一级切换机构进行实时的气路切换，可以实现干燥状态下与环境状态下气溶胶颗粒物的散射系数的测量，从而计算环境相态下的吸湿增长因子(f(RH))，避免了先干燥后加湿对气溶胶颗粒物环境状态造成的扰动，
能够更准确地评估气溶胶吸湿增长行为；对样气温湿度进行实时全方位监测，并记录数据，便于后期对数据质量的校准；能够结合实时数据处理系统，对环境气溶胶颗粒物含水量等环境效应进行评估；接入室内干燥气路，可实现单浊度计加湿浊度计系统的功能；通过二级切换机构进行实时的采样流量的切换，可以实现PM
2.5
与PM
10
散射吸湿增长因子的同时测量。
附图说明
[0020]图1为多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统中的连接管为干燥管时的立体图。
[0021]图2为多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统中的连接管为加湿管时的立体图。
[0022]图3为图2中的A处放大图。
[0023]其中，1为采样头，2为第一温湿探头，3为第一电磁阀，4为第二电磁阀，5为干燥管，6为第二温湿探头，7为浊度计，8为第三温湿探头，9为第四温湿探头，10为数据采集及控制模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统，其特征在于：包括采样头、一级切换机构、二级切换机构、连接管、浊度计、采样泵、数据采集及控制模块和采集箱；一级切换机构包括第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀均通过管道与采样头连接，第一电磁阀通过管道与浊度计连接；第二电磁阀通过管道与连接管连接；连接管与浊度计的入口端连接；浊度计的出口端与二级切换机构连接，二级切换机构与采样泵连接；一级切换机构与采样头之间设有第一温湿探头，浊度计的入口端、浊度计的出口端和浊度计的腔体内均设有第二温湿探头；二级切换机构、第一电磁阀、第二电磁阀、浊度计、第一温湿探头和第二温湿探头均与数据采集及控制模块电性连接；二级切换机构、连接管、浊度计、采样泵、数据采集及控制模块均安装在采集箱的箱体内；第一电磁阀、第二电磁阀和采样头位于采集箱外侧。2.按照权利要求1所述的多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统，其特征在于：二级切换机构包括第三电磁阀、第一限流管与第二限流管，第三电磁阀的一端通过管道与浊度计出口端连接，第三电磁阀的另一端与第一限流管连接，第一限流管与采样泵连接；第二限流管的一端与浊度计出口端连接，第二限流管的另一端与采样泵连接；第三电磁阀与数据采集及控制模块电性连接。3.按照权利要求2所述的多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统，其特征在于：第一电磁阀和第二电磁阀分别通过第一三通管与采样头连接，第一温湿探头设置在采样头和第一三通管之间；第一电磁阀和连接管分别通过第二三通管与浊度计入口端连接。4.按照权利要求1所述的多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统，其特征在于：当多功能环境相态气溶胶散射吸湿增长因子监测系统放置在室外工作时，连接管为干燥管，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷烨，薛彪，许汉冰，
申请(专利权)人：广州峰颖科技有限公司，
类型：发明
国别省市：