工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法技术

本发明专利技术公开了一种工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法，设工况条件下不含颗粒物气体的射线量I

【技术实现步骤摘要】
工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法


[0001]本专利技术属于气体中颗粒物浓度测算
，涉及工况条件下的测算,具体地说是一种工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法。

技术介绍

[0002]目前，气体中颗粒物浓度测量技术一直沿用国际上通行的重量法测量技术，本申请人针对气体中颗粒物浓度测量技术进行改进，并于2021年09月15日提出申请号为202111079440.7、名称为“基于β射线法的气体中颗粒物浓度直读测算方法及装置”的中国专利技术专利申请。该专利技术专利申请中β射线直读测算法的工作原理是利用β射线直接照射被测气体，直接测量气体中颗粒物的浓度此方法相比重量法、β射线滤膜法和β射线电离室法有了更大的进步，分离了气态物质中混有固态颗粒物的β射线量，综合运用β射线在固态物质中的衰减规律在气态物质中的衰减规律及其导出公式，能够准确计算出颗粒物的含量。但是，该种测量方法还存有以下不足：
[0003]其一是测算方法中参与运算的参数需要精简。该测算方法需要精确测量β射线的辐照体积V、气流的横截面积S；需要精确计算温度每变化1℃溢出或溢入辐照体积V的距离L
T
，以及压力每变化1Pa溢出或溢入辐照体积V的距离L
p
；需要精确计算β射线照射不含颗粒物气体的测试时长t。由于该测算方法所采用的计算公式中参与运算的参数较多，使得计算公式也不够精炼，计算较为繁杂，需要减少参数，简化公式，提升计算结果的精准度。
[0004]其二是工况环境下受干扰的因素多，需要消除产生干扰的多余环节。在复杂恶劣的工况环境中，高温、高海拔(低气压)、大风、雨雪、大雾天气等的恶劣环境对计算结果产生干扰和影响，参与运算的参数多，参与运算的公式多，受干扰的环节就多，计算结果受环境的影响就大，需要在计算方法中消除多余环节，提高测算数据的质量。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的以上不足，本专利技术旨在提供一种工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法，以达到克服环境因素干扰，快速精确计算工况条件下气态物质中固态颗粒物含量的目的。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法，设工况条件下不含颗粒物气体的射线量I
1动态
、含颗粒物气体的射线量I2、颗粒物的质量衰减系数μ
m
、射线辐照的空间体积V、气体的流动速度v、流速与射线量的变化系数K
v
为已知，则气体中颗粒物的浓度c
动态
为：
[0007][0008]式中，c
动态
的单位为mg/m3，V的单位为m3，v的单位为m/s，K
v
的单位为s/m，μ
m
的单位为mg
‑1，I
1动态
与I2的单位一致。
[0009]作为本专利技术的限定，该方法包括以下步骤：
[0010]步骤一：确定K
v
、μ
m
、测量V；
[0011]步骤二：在工况条件下直接测出I2，同时测得被测气体的压力P、温度T、流速v；根据P、T、v，计算I
1动态
；
[0012]步骤三：根据式1计算c
动态
。
[0013]作为本专利技术的另一种限定，设射线穿过不含颗粒物气体射线量的静态测量数值I
1静
，则I
1动态
为：
[0014][0015]作为本专利技术的进一步限定，计算I
1静
的步骤包括：
[0016]A1.在标准实验条件下，测得设定温度T
定
、设定压力P
定
条件下不含颗粒物气体的射线量I
定
，计算温度与射线量的变化系数K
T
、压力与射线量的变化系数K
P
；
[0017]A2.根据在工况条件下现场实地测量被测气体的温度T和压力P的数值，计算I
1静
的数值：
[0018][0019]式中，T的单位为℃，P的单位为Pa。
[0020]作为本专利技术的再进一步限定，K
T
为不同温度T'条件下K
T
'数值的平均数，K
P
为不同压力p'条件下K
P
'数值的平均数，K
T
'、K
P
'的计算公式为：
[0021][0022][0023]式中，I'1为在实验室测量若干组不同温度T'或不同压力p'条件下，射线穿过不含颗粒物气体的射线量数值。
[0024]作为本专利技术的另一种限定，K
v
的测算为：
[0025]在实验室测量出零流速条件下，射线穿过不含颗粒物气体的射线量I
1静
'；
[0026]在实验室测量若干组不同流速v'条件下，射线穿过不含颗粒物气体的射线量I
1动态
'，代入公式：
[0027][0028]求出不同流速v'条件下各自K
v
'的数值，其平均数即为K
v
。
[0029]作为本专利技术的其它限定，μ
m
的测算为：
[0030]S1.在洁净环境的实验室里，在常温、常压、正常湿度条件下，测量在气体流速v”时射线穿过不含颗粒物气体的射线量I
1动态”；气体流速保持不变，在不含颗粒物气体中加入一定浓度的颗粒物，测量出气体加颗粒物后的射线量I2'；
[0031]S2.用重量法计算出气体中的颗粒物浓度C
动态
'；
[0032]S3.根据式6计算得到K
v”：
[0033]S4.测量射线辐照的空间体积V，由以下式计算得到μ
m
'：
[0034][0035]S5.在流动气体中计算多组μ
m
'的数值，其平均数即为μ
m
。
[0036]由于采用了上述的技术方案，本专利技术综合运用射线在固态物质中的质量衰减规律射线在气态物质中的质量衰减规律m
a
/m
b
＝I
b
/I
a
及其系列导出公式，精确计算出工况条件下气态物质中的固态颗粒物含量，颠覆了传统的理论和测算方法，是一种革命性全新的技术。本专利技术与现有技术相比，所取得的有益效果是：
[0037](1)对射线质量衰减理论的进一步发展应用。本专利技术利用各类射线在气态物质中的质量衰减规律，总结创造出了温度、压力、流速影响射线量的系列计算公式——“理想气体测量方程”。长期以来人们习惯用“理想气体状态方程”来修正大气中测量数据偏差，“理想气体状态方程”成立的前提条件是“一定量的气体”，也就是“在气体的总体质量固定不变的条件下方程才能成立”。而在大气中用各类射线测量气体时，在射线辐照的空间体积内，气体的质量随气体温度、压力、流速的变化而不断增或减，不是“一定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法，其特征在于：设工况条件下不含颗粒物气体的射线量I
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、含颗粒物气体的射线量I2、颗粒物的质量衰减系数μ
m
、射线辐照的空间体积V、气体的流动速度v、流速与射线量的变化系数K
v
为已知，则气体中颗粒物的浓度c
动态
为：式中，c
动态
的单位为mg/m3，V的单位为m3，v的单位为m/s，K
v
的单位为s/m，μ
m
的单位为mg
‑1，I
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与I2的单位一致。2.根据权利要求1所述的工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：确定K
v
、μ
m
、测量V；步骤二：在工况条件下直接测出I2，同时测得被测气体的压力P、温度T、流速v；根据P、T、v，计算I
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；步骤三：根据式1计算c
动态
。3.根据权利要求1或2所述的工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法，其特征在于设射线穿过不含颗粒物气体射线量的静态测量数值I
1静
，则I
1动态
为：4.根据权利要求3所述的工况条件下气体中颗粒物浓度的测算方法，其特征在于计算I
1静
的步骤包括：A1.在标准实验条件下，测得设定温度T<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庚，谷彦武，
申请(专利权)人：王庚，
类型：发明
国别省市：