本发明专利技术涉及一种模拟装置,尤其涉及一种大气金属元素颗粒物变化模拟装置。包括金属元素进样系统、进气前处理系统、气体调节系统、中央控制系统及舱体结构系统,其中舱体结构系统为主体,用于为整体装置提供密闭空间和基础构造,其它四个系统皆与其连接;金属元素进样系统,用于制备并添加大气金属元素模拟颗粒物;进气前处理系统,用于提供舱体内气体来源;气体调节系统,用于舱体内气象环境参数调节;中央控制系统,用于模拟装置整体协调控制。本发明专利技术既能制备模拟不同形态的大气金属元素颗粒物,又能模拟颗粒物随着温度、湿度、风速、风向和气压等气象环境参数变化而产生的相应性质变化,为大气环境金属元素颗粒物的研究提供参考设备。考设备。考设备。
【技术实现步骤摘要】
一种大气金属元素颗粒物变化模拟装置
[0001]本专利技术涉及一种模拟装置,尤其涉及一种大气金属元素颗粒物变化模拟装置。
技术介绍
[0002]大气颗粒物中的重金属元素对人体的危害性极大,研究大气颗粒物的化学组成,特别是具有潜在危害的金属元素的来源和含量,对研究大气污染与人体健康问题具有重要意义。目前,大气颗粒物金属元素监测主要还是采用手工采样实验室分析相结合的方法,大气金属元素的连续在线监测大多是基于X射线荧光光谱(XRF)技术实现的。该方法虽然具有可测定大多数金属元素(30种),无需样品前处理且测试速度较快,但是其需要至少25
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30分钟的富集时间,并且样品分布均匀性严重影响数据精密度。此类大气金属元素在线分析仪的灵敏度以及动态范围难以满足国家科研和环境监管的需求,研发突破大气金属元素在线分析瓶颈技术,对于全面监测大气金属元素种类和含量,综合解析污染源,加强大气金属元素污染监控与污染防治,有着极为重要的意义。
[0003]大气金属元素在线分析仪的开发需要开展大量的大气金属元素颗粒物的模拟实验。然而,现有技术的大气环境模拟装置主要是针对空气中有机污染物的研究进行设计和研发,这些环境模拟装置的功能只适合大气中有机污染物的模拟,不能满足大气金属元素颗粒物的模拟和研究。因此,急需研制大气金属元素颗粒物模拟装置来满足检测和科研需要。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种大气金属元素颗粒物变化模拟装置,以解决上述
技术介绍
提出的大气环境中金属元素颗粒物模拟装置缺乏问题。
[0005]为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:
[0006]本专利技术提供一种大气金属元素颗粒物变化模拟装置,包括:
[0007]舱体结构系统,具有密闭空间;
[0008]金属元素进样系统,与舱体结构系统连接,金属元素进样系统用于制备和添加大气金属元素模拟颗粒物;
[0009]进气前处理系统,与舱体结构系统连接,进气前处理系统用于提供舱体内气体来源;
[0010]气体调节系统,与舱体结构系统连接,气体调节系统用于舱体内气象环境参数调节;
[0011]中央控制系统,与舱体结构系统、金属元素进样系统、进气前处理系统和气体调节系统相互连接,中央控制系统用于模拟装置整体协调控制;
[0012]通过以上多个系统的联合运行,既能制备模拟不同形态的大气金属元素颗粒物,又能模拟金属元素颗粒物随着气象环境参数变化而产生的相应性质变化,实现大气环境金属元素颗粒物的模拟研究。
[0013]所述舱体结构系统包括舱体外壳及设置于舱体外壳内的舱体内胆,舱体内胆的一端设有进样口和气体接入口,舱体内胆的另一端设有采样口,进样口与所述金属元素进样系统连接,气体接入口与所述进气前处理系统连接。
[0014]所述舱体内胆采用镜面不锈钢板整体无缝焊接而成,所述舱体内胆的内壁喷涂无吸附性涂层。
[0015]所述金属元素进样系统包括进样气泵、溶液储存罐、金属元素颗粒物发生器、溶液吸管及喷嘴,其中金属元素颗粒物发生器通过接口与进样气泵连接,溶液吸管的下端插设于溶液储存罐内,上端与金属元素颗粒物发生器连接,金属元素颗粒物发生器通过喷嘴与所述舱体结构系统的进样口连接。
[0016]所述进气前处理系统包括催化燃烧器、净化过滤管及湿度调节装置;其中催化燃烧器的排气口通过净化过滤管与湿度调节装置连接,湿度调节装置与所述舱体结构系统的气体接入口连接。
[0017]所述催化燃烧器包括燃烧室、冷却管和压力传感器a,燃烧室通过排气管道与冷却管的一端连接,排气管道上设有压力传感器a;冷却管的另一端与所述净化过滤管连接。
[0018]所述湿度调节装置包括加湿水箱;
[0019]加湿水箱包括水箱罐,水箱罐的顶部设有进气口和出气口,水箱罐内设有与进气口联通的导气管,导气管延伸至水箱罐的底部,且末端设有气泡发生器,水箱罐内部上端沿水平方向设有挡水板,挡水板位于出气口下方;水箱罐的内部下端设有加热棒,水箱罐的侧壁上设有水位刻度表。
[0020]所述湿度调节装置还包括补水箱,补水箱通过管路与所述水箱罐连接。
[0021]所述气体调节系统包括加热管、制冷压缩机及循环风机,其中加热管紧贴舱体内胆的外侧四周,实现舱体内胆内高温参数的调节;制冷压缩机设置于舱体内胆的外侧,实现舱体内胆内低温参数的调节;循环风机设置于舱体内胆的侧壁上,用于舱体内胆内气流均匀传导扩散。
[0022]所述舱体内胆内靠近气体接入口设有方向挡板,方向挡板实现舱内风向的调节。
[0023]本专利技术的优点及有益效果是:
[0024]1.本专利技术的大气金属元素颗粒物变化模拟装置,可以通过金属元素颗粒物发生器制备和添加不同形态或性质的大气金属元素颗粒物,通过整体装置模拟大气金属元素颗粒物随着气象环境变化产生的相应性质变化,为大气金属元素颗粒物的研究提供了专用设备,填补了大气金属元素颗粒物变化模拟装置的空白。
[0025]2.本专利技术的大气金属元素颗粒物变化模拟装置的进气前处理系统,采用催化燃烧和多级过滤技术净化进入装置的气体,为装置的运行提供纯净稳定的气源,保障金属元素颗粒物模拟实验的准确性。
[0026]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0027]下面通过附图和实施例,对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0028]附图用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的限制。在附图中:
[0029]图1为本专利技术大气金属元素颗粒物变化模拟装置的结构示意图;
[0030]图2为本专利技术中金属元素颗粒物进样系统的结构示意图;
[0031]图3为本专利技术中进气前处理系统的结构示意图;
[0032]图4为本专利技术中气体调节系统、中央控制系统和舱体结构系统的结构示意图;
[0033]图5为本专利技术中加湿水箱的结构示意图;
[0034]图中:1为舱体内胆,2为加热管,3为方向挡板,4为密封阀,5为温湿度传感器,6为制冷压缩机,7为进样口,8为调速电机,9为控制装置,10为循环风机,11为气体接入口,12为抽气气泵,13为加湿水箱,14为补水箱,15为催化燃烧器,16为净化过滤管,17为冷却管,18为压力传感器a,19为燃烧室,20为电动调节阀,21为电磁阀a,23为电磁阀b,25为采样口,26为风速传感器,27为压力传感器b,28为舱体清理窗口,31为金属元素进样系统,32为进气前处理系统,33为气体调节系统,34为中央控制系统,35为舱体结构系统,41为进样气泵,42为接口,43为金属元素溶液储存罐,44为金属元素颗粒物发生器,45为溶液吸管,46为喷嘴,51为进气口,52为出气口,53为挡水板,54为水位刻度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大气金属元素颗粒物变化模拟装置,其特征在于,包括:舱体结构系统(35),具有密闭空间;金属元素进样系统(31),与舱体结构系统(35)连接,金属元素进样系统(31)用于制备和添加大气金属元素模拟颗粒物;进气前处理系统(32),与舱体结构系统(35)连接,进气前处理系统(32)用于提供舱体内气体来源;气体调节系统(33),与舱体结构系统(35)连接,气体调节系统(33)用于舱体内气象环境参数调节;中央控制系统(34),与舱体结构系统(35)、金属元素进样系统(31)、进气前处理系统(32)和气体调节系统(33)相互连接,中央控制系统(34)用于模拟装置整体协调控制;通过以上多个系统的联合运行,既能制备模拟不同形态的大气金属元素颗粒物,又能模拟金属元素颗粒物随着气象环境参数变化而产生的相应性质变化,实现大气环境金属元素颗粒物的模拟研究。2.根据权利要求1所述的大气金属元素颗粒物变化模拟装置,其特征在于,所述舱体结构系统(35)包括舱体外壳及设置于舱体外壳内的舱体内胆(1),舱体内胆(1)的一端设有进样口(7)和气体接入口(11),舱体内胆(1)的另一端设有采样口(25),进样口(7)与所述金属元素进样系统(31)连接,气体接入口(11)与所述进气前处理系统(32)连接。3.根据权利要求2所述的大气环境金属元素颗粒物变化模拟装置,其特征在于,所述舱体内胆(1)采用镜面不锈钢板整体无缝焊接而成,所述舱体内胆(1)的内壁喷涂无吸附性涂层。4.根据权利要求2所述的大气金属元素颗粒物变化模拟装置,其特征在于,所述金属元素进样系统(31)包括进样气泵(41)、溶液储存罐(43)、金属元素颗粒物发生器(44)、溶液吸管(45)及喷嘴(46),其中金属元素颗粒物发生器(44)通过接口(42)与进样气泵(41)连接,溶液吸管(45)的下端插设于溶液储存罐(43)内,上端与金属元素颗粒物发生器(44)连接,金属元素颗粒物发生器(44)通过喷嘴(46)与所述舱体结构系统(35)的进样口(7)连接。5.根据权利要求1所述的大气金属元素颗粒物变化...
【专利技术属性】
技术研发人员:周强,王颜红,李攀,陈显华,
申请(专利权)人:中国科学院沈阳应用生态研究所,
类型:发明
国别省市:
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