一種顆粒物排放含量檢測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顆粒物排放含量檢測(cè)儀，具體涉及一種利用β射線吸收原理檢測(cè)顆粒物排放含量的檢測(cè)儀，屬于工業(yè)排放環(huán)境檢測(cè)專用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著國(guó)家工業(yè)化的快速發(fā)展及化石燃料的大量使用，廢氣排放對(duì)大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，大氣中污染物的濃度不斷增加，以至破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生存和發(fā)展的條件，大氣懸浮顆粒物是主要危害之一，其中工業(yè)排放的顆粒污染物占了很大比例。
[0003]為了監(jiān)測(cè)工業(yè)排放的顆粒污染物的含量，各種顆粒物排放監(jiān)測(cè)儀應(yīng)運(yùn)而生。
[0004]中國(guó)專利《β射線大氣顆粒物監(jiān)測(cè)裝置》(CN104359816A)公開(kāi)了一種利用β射線吸收原理監(jiān)測(cè)大氣顆粒物的裝置，從廢氣排放煙囪中抽取待檢測(cè)的樣氣到檢測(cè)裝置時(shí)，該裝置沒(méi)有對(duì)樣氣做任何處理，這樣一來(lái)，就會(huì)存在這樣的問(wèn)題:
[0005](I)當(dāng)樣氣的溫度過(guò)低時(shí)，在檢測(cè)裝置中會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，樣氣中的粉塵會(huì)溶解在露珠中，使檢測(cè)準(zhǔn)確度降低；
[0006](2)當(dāng)樣氣中的粉塵濃度過(guò)低時(shí)，如果檢測(cè)時(shí)間不延長(zhǎng)，會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果誤差偏大，反之，當(dāng)樣氣中的粉塵濃度過(guò)高時(shí)，如果不對(duì)樣氣進(jìn)行稀釋并延長(zhǎng)檢測(cè)時(shí)間，也會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果誤差偏大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)託獾南♂尡壤蜏y(cè)量時(shí)間進(jìn)行閉環(huán)控制、具有更高的檢測(cè)精度的顆粒物排放含量檢測(cè)儀。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0009]一種顆粒物排放含量檢測(cè)儀，其特征在于，包括:
[0010]從廢氣排放煙囪中抽取待檢測(cè)的樣氣的樣氣抽取管(I);
[0011]與前述樣氣抽取管(I)連通、用于對(duì)樣氣進(jìn)行稀釋處理的樣氣處理機(jī)構(gòu)(2)，前述樣氣處理機(jī)構(gòu)(2)具有樣氣顆粒物采集口(3)；
[0012]與前述樣氣顆粒物采集口(3)垂直設(shè)置的采樣濾膜(4)，前述采樣濾膜(4)一端纏繞在卷料筒⑵上，另一端由伺服電機(jī)(6)拖動(dòng)向前移動(dòng)，卷料筒(7)從動(dòng)放料；
[0013]垂直設(shè)置在前述采樣濾膜(4)的另一側(cè)且正對(duì)前述樣氣顆粒物采集口(3)、用于將樣氣送回廢氣排放煙囪的樣氣排放管(5);
[0014]安裝在前述樣氣排放管(5)上、用于記錄每次采樣的具體流量的流量計(jì)(10);
[0015]設(shè)置在前述樣氣顆粒物采集口(3)的前方且分別垂直的設(shè)置在前述采樣濾膜(4)的兩側(cè)的β射線放射源(8)和射線探測(cè)器(9)，前述β射線放射源(8)的射線放射口與射線探測(cè)器(9)的射線接收口二者位置正對(duì)；
[0016]以及與前述射線探測(cè)器(9)、流量計(jì)(10)和樣氣處理機(jī)構(gòu)(2)信號(hào)連接的數(shù)據(jù)采集與控制器(11)，前述數(shù)據(jù)采集與控制器(11)用于采集射線探測(cè)器(9)和流量計(jì)(10)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)β射線計(jì)數(shù)信號(hào)和樣氣單位流量計(jì)算顆粒物的排放含量，同時(shí)根據(jù)上一次的計(jì)算結(jié)果控制樣氣處理機(jī)構(gòu)(2)調(diào)整樣氣的稀釋比例和測(cè)量的時(shí)間。
[0017]前述的顆粒物排放含量檢測(cè)儀，其特征在于，前述樣氣處理機(jī)構(gòu)(2)包括:帶加熱的稀釋腔體(207)，前述帶加熱的稀釋腔體(207)上設(shè)置有樣氣進(jìn)口、樣氣出口和稀釋氣體進(jìn)口，前述樣氣進(jìn)口處設(shè)置有樣氣流速計(jì)(208)和樣氣流量計(jì)(209)，前述稀釋氣體進(jìn)口處依次設(shè)置有稀釋氣體流量計(jì)(206)、稀釋氣體流速計(jì)(205)、稀釋氣體控制閥(204)、熱交換器(203)、鼓風(fēng)機(jī)(202)和空氣凈化器(201)，前述稀釋氣體控制閥(204)根據(jù)樣氣進(jìn)口處樣氣流速計(jì)(208)和樣氣流量計(jì)(209)測(cè)得的數(shù)據(jù)調(diào)整稀釋氣體的流量和流速。
[0018]前述的顆粒物排放含量檢測(cè)儀，其特征在于，前述β射線放射源(8)為放射性活度小于5Mbq/秒的14C。
[0019]前述的顆粒物排放含量檢測(cè)儀，其特征在于，前述射線探測(cè)器(9)為蓋革-米勒計(jì)數(shù)器或塑料閃爍體光電倍增管。
[0020]本發(fā)明的有益之處在于:
[0021](I)本發(fā)明的檢測(cè)儀，利用β射線吸收原理檢測(cè)顆粒物的排放含量，具有輻射安全的優(yōu)點(diǎn)，并且測(cè)量結(jié)果不受顆粒物特性(粒徑分布、折射系數(shù)等)影響、不受組份變化和水滴影響，檢測(cè)精度高、量程范圍大；
[0022](2)本發(fā)明的檢測(cè)儀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易安裝；
[0023](3)在樣氣濃度過(guò)高時(shí)，樣氣處理機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)反饋信號(hào)把稀釋氣體的流量增大、流速不變，使樣氣稀釋到較低濃度進(jìn)行檢測(cè)；在樣氣濃度過(guò)低時(shí)，樣氣處理機(jī)構(gòu)能夠把稀釋氣體的流量減小、流速不變，同時(shí)延長(zhǎng)采樣時(shí)間，使采樣濾膜有充足的時(shí)間積累樣氣中的顆粒物數(shù)量，保證了不同濃度下的檢測(cè)精準(zhǔn)度；
[0024](4)流量計(jì)用來(lái)計(jì)量每次檢測(cè)的樣氣的單位流量，通過(guò)β射線穿透率可以計(jì)算出顆粒物含量單位為毫克每平方厘米，顆粒物采集口的面積為固定值，相乘的結(jié)果就是本次采樣流量?jī)?nèi)的顆粒物含量，所以不僅這個(gè)β射線穿透率的檢測(cè)需要精準(zhǔn)，采樣時(shí)間內(nèi)的流量檢測(cè)也要非常精準(zhǔn)才能保證最終的檢測(cè)值精準(zhǔn)，所以增設(shè)流量計(jì)可以使測(cè)量結(jié)果更精確；
[0025](5)數(shù)據(jù)采集與控制器將每次的檢測(cè)結(jié)果都反饋給樣氣處理機(jī)構(gòu)，使樣氣稀釋比例和測(cè)量時(shí)間按量程自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明的顆粒物排放含量檢測(cè)儀的組成原理圖；
[0027]圖2是圖1中的樣氣處理機(jī)構(gòu)的組成原理圖。
[0028]圖中附圖標(biāo)記的含義:1_樣氣抽取管，2-樣氣處理機(jī)構(gòu)，201-空氣凈化器，202-鼓風(fēng)機(jī)，203-熱交換器，204-稀釋氣體控制閥，205-稀釋氣體流速計(jì)，206-稀釋氣體流量計(jì)，207-帶加熱的稀釋腔體，208-樣氣流速計(jì)，209-樣氣流量計(jì)，3-樣氣顆粒物采集口，4-采樣濾膜，5-樣氣排放管，6-伺服電機(jī)，7-卷料筒，8- β射線放射源，9-射線探測(cè)器，10-流量計(jì)，11-數(shù)據(jù)采集與控制器，12-顆粒物。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
[0030]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的顆粒物排放含量檢測(cè)儀，其包括:樣氣抽取管1、樣氣處理機(jī)構(gòu)2、采樣濾膜4、樣氣排放管5、流量計(jì)10、β射線放射源8、射線探測(cè)器9和數(shù)據(jù)采集與控制器11。
[0031]下面詳細(xì)介紹各個(gè)組成部件之間的位置關(guān)系和連接關(guān)系。
[0032]樣氣抽取管I用于從廢氣排放煙囪中抽取待檢測(cè)的樣氣，其一端與廢氣排放煙囪連通，另一端與樣氣處理機(jī)構(gòu)2連通。
[0033]樣氣處理機(jī)構(gòu)2用于對(duì)樣氣進(jìn)行稀釋處理，其具有樣氣顆粒物采集口 3。
[0034]采樣濾膜4用于附著樣氣中的顆粒物，其與樣氣顆粒物采集口 3垂直設(shè)置，一端纏繞在卷料筒7上，另一端由伺服電機(jī)6拖動(dòng)向前移動(dòng)，卷料筒7從動(dòng)放料。使用伺服電機(jī)6拖動(dòng)采樣濾膜4，相對(duì)于步進(jìn)電機(jī)、同步電機(jī)、異步電機(jī)控制位置，伺服電機(jī)6可以使采樣濾膜4的定位精度更準(zhǔn)確，伺服電機(jī)的特性保證了電機(jī)轉(zhuǎn)速和步數(shù)的穩(wěn)定，避免因丟步或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定對(duì)位置控制的偏差造成的檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的情況。
[0035]樣氣排放管5用于將樣氣送回廢氣排放煙囪，其垂直設(shè)置在采樣濾膜4的另一側(cè)，并且管口正對(duì)著樣氣顆粒物采集口 3。
[0036]流量計(jì)10用于記錄每次采樣的具體流量，其安裝在樣氣排放管5上。
[0037]β射線放射源8和射線探測(cè)器9 二者都設(shè)置在樣氣顆粒物采集口 3的前方，并且分別垂直的設(shè)置在采樣濾膜4的兩側(cè)，同時(shí)，β射線放射源8的射線放射口與射線探測(cè)器9的射線接收口二者位置正對(duì)。β射線放射源8為放射性活度小于5Mbq/秒的14C，因?yàn)槭褂昧藰O低能量的β射線源，按國(guó)家規(guī)定分類屬于豁免類，所以可以安全放心使用。射線探測(cè)器9既可以是蓋革-米勒計(jì)數(shù)器，也可以是塑料閃爍體光電倍增管。其中，蓋革-米勒計(jì)數(shù)器反應(yīng)靈敏，但屬于易耗品，壽命有限，可以選擇使用在溫度適中的環(huán)境；塑料閃爍體光電倍增管測(cè)量準(zhǔn)確，不是易耗品，可長(zhǎng)期使用。
[0038]通過(guò)β射線穿透率可以計(jì)算出顆粒物含量單位為毫克每平方厘米，顆粒物采集口 3