CN105067495A - 一种空气过滤设备的过滤效率标定系统 - Google Patents

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谭建伟
葛蕴珊
郝利君
王谦
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Abstract

本发明公开了一种空气过滤设备的过滤效率标定系统，该系统用于对过滤设备进行标定；空压机、冷冻干燥机和三级过滤器三者顺次相连，三级过滤器连接均匀混合箱和雾化发生器，雾化发生器连接扩散干燥器，扩散干燥器与静电中和器相连，静电中和器连接至均匀混合箱的固态气溶胶道；均匀混合箱连接至气溶胶分流器，气溶胶分流器的一个通道通过待标定的过滤设备连接至第一三通阀的通道M1，另一个通道连接至第二三通阀的通道N1；第一三通阀的M2、M3分别连接气溶胶粒径谱仪和高效过滤器，第二三通阀的N2、N3分别连接气溶胶粒径谱仪和高效过滤器，高效过滤器的输出端顺次连接标准流量计和气泵。通过流量计和气溶胶粒径谱仪的读数进行标定。

Description

一种空气过滤设备的过滤效率标定系统
技术领域
本发明属于空气质量检测技术领域，涉及一种空气过滤设备的过滤效率标定系统。
背景技术
目前，数字粉尘仪已广泛应用于室内空气质量检测、工作场所空气质量检测、矿井粉尘浓度检测及户外空气质量检测。不同厂家对其生产的粉尘仪命名不尽相同，如数字粉尘仪、智能型数字粉尘仪、微电脑粉尘仪、呼吸性粉尘仪、防爆型粉尘仪等等。总体来说，这些仪器可统称为粉尘仪，为检测环境空气中粉尘颗粒质量浓度的仪器。粉尘仪根据测量原理可分为光散射式粉尘仪及压电天平式粉尘仪两种。光散射式粉尘仪根据粉尘颗粒对激光的散射通量来测定粉尘质量浓度，这类仪器构造相对简单、响应快、维护方便，为目前数字粉尘仪的主流产品，占市场总量的90％以上。但光散射式粉尘仪各厂家所用光源、探测器及光室不尽相同，仪器出厂前所用标定方法不尽相同，导致仪器的响应曲线及准确度千差万别，测得同一环境下的质量浓度差别较大，给用户使用带来不便，数据可比性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种空气过滤设备的过滤效率标定系统，该标定系统操作简单，计算精确度高。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：该系统包括空压机、冷冻干燥机、三级过滤器、雾化发生器、扩散干燥器、静电中和器、均匀混合箱、气溶胶分流器、第一三通阀、第二三通阀、高效过滤器、标准流量计、气泵和气溶胶粒径谱仪。
均匀混合箱具有两个输入通道，分别为稀释气流输入通道和固态气溶胶输入通道。
空压机、冷冻干燥机和三级过滤器三者顺次相连，三级过滤器的输出通道同时连接均匀混合箱的稀释气流输入通道和雾化发生器的输入通道，雾化发生器的输出通道连接扩散干燥器的输入通道，扩散干燥器的输出通道与静电中和器的输入通道相连，静电中和器的输出通道连接至均匀混合箱的固态气溶胶输入通道；均匀混合箱的输出通道连接至气溶胶分流器的输入通道，气溶胶分流器具有两个输出通道，其中一个通过待标定的过滤设备连接至第一三通阀的一个通道M1，另一个连接至第二三通阀的一个通道N1；第一三通阀的另外两个通道M2、M3分别连接气溶胶粒径谱仪和高效过滤器，第二三通阀的另外两个通道N2、N3分别连接气溶胶粒径谱仪和高效过滤器，高效过滤器的输出端顺次连接标准流量计和气泵。
进一步地，均匀混合箱还包括一个废气流输出通道，废气流输出通道通过一个过滤器和一个阀门连接至一个气泵。
进一步地，空气过滤设备为PM10或者PM2.5切割头或者滤膜。
进一步地，对空气过滤设备的过滤效率标定过程具体为：经由空压机、冷冻干燥机和三级过滤器获得洁净压缩空气，然后在雾化发生器中进行雾化，经干燥器和静电中和器获得单分散PSL固态气溶胶进入均匀混合箱中，均匀混合箱中的气流输出通过气溶胶分流器的两个通道A、B进行分时分流，其中气溶胶分流器的通道A直接连接第二三通阀门的通道N1，通道B经过滤设备连接第一三通阀门的通道M1，当通道A开启时，关闭通道B和第一三通阀门，此时，气溶胶直接通过第二三通阀门的通道M2、M3分别进入气溶胶粒径谱仪和标准流量计，此时没有经过过滤设备，在一定时间t之后，测量获得粒径r1和流量L1，计算获得时间t内通过的粒子数量n1；当通道B开启时，关闭通道A和第二三通阀门，则此时采样气流经过滤设备过滤后的气溶胶，经过第一三通阀门的通道N2、N3分别进入气溶胶粒径谱仪和标准流量计，在一定时间t之后，测量获得气溶胶粒径r2和流量L2，由此计算时间t内通过的粒子数量n2；从而能够计算出过滤效率为(n1-n2)/n1。
进一步地，混合气体箱的体积为120L，为两端带弧形封顶的圆柱形筒，直径为35CM，高度为130cm，设有内径6mm气溶胶入口，一个稀释空气入口，材料为304不锈钢板，内壁面的表面粗糙度小于0.0025mm。。
有益效果：
1、该过滤系统通过将采样气流进行分流，分别获得经过过滤设备和不经过过滤设备时粒子的数量，其操作简单，计算精确度高。
2、该过滤效率标定系统采用的混合箱内壁面均经过特殊刨光处理，表面粗糙度小于0.0025mm，以防止静电及颗粒吸附，具有气流无死角、空气滞留时间短、内部流畅湍流剧烈、颗粒混合均匀；其中最长空气滞留时间21s，平均湍流强度达到90％以上。
附图说明
图1为该过滤效率标定系统的组成框架图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如图1所示一种空气过滤设备的过滤效率标定系统，该系统包括空压机、冷冻干燥机、三级过滤器、雾化发生器、扩散干燥器、静电中和器、均匀混合箱、气溶胶分流器、第一三通阀、第二三通阀、高效过滤器、标准流量计、气泵和气溶胶粒径谱仪；
均匀混合箱具有两个输入通道，分别为稀释气流输入通道和固态气溶胶输入通道；
空压机、冷冻干燥机和三级过滤器三者顺次相连，三级过滤器的输出通道同时连接均匀混合箱的稀释气流输入通道和雾化发生器的输入通道，雾化发生器的输出通道连接扩散干燥器的输入通道，扩散干燥器的输出通道与静电中和器的输入通道相连，静电中和器的输出通道连接至均匀混合箱的固态气溶胶输入通道；均匀混合箱的输出通道连接至气溶胶分流器的输入通道，气溶胶分流器具有两个输出通道，其中一个通过过滤设备连接至第一三通阀的一个通道M1，另一个连接至第二三通阀的一个通道N1；第一三通阀的另外两个通道M2、M3分别连接气溶胶粒径谱仪和高效过滤器，第二三通阀的另外两个通道N2、N3分别连接气溶胶粒径谱仪和高效过滤器，高效过滤器的输出端顺次连接标准流量计和气泵。
本实施例中，均匀混合箱还包括一个废气流输出通道，废气流输出通道通过一个过滤器和一个阀门连接至一个气泵。
本实施例中，空气过滤设备为PM10或者PM2.5切割头或者滤膜。
本实施例中，对空气过滤设备的过滤效率标定为：混合气体箱的上端还三级过滤器、冷冻干燥机和空气压缩机，三级过滤器、冷冻干燥机和空气压缩机依次通过管道连接，混合气体箱的体积约为120L,为两端带弧形封顶的圆形筒，直径为35CM，高度为130cm，设有内径6mm气溶胶入口，一个稀释空气入口，材料为304不锈钢板，内壁面均经过特殊刨光处理，表面粗糙度小于0.0025mm，以防止静电及颗粒吸附，设计气流无死角，最长空气滞留时间21s，内部流畅湍流剧烈、平均湍流强度达到90％以上，颗粒混合均匀，确保了不同仪器采集的颗粒浓度及粒径分布偏差不超过5％。
该系统的标定方法为：经由空压机、冷冻干燥机和三级过滤器获得洁净压缩空气，然后在雾化发生器中进行雾化，经干燥器和静电中和器获得单分散PSL固态气溶胶进入均匀混合箱中，均匀混合箱中的气流输出通过气溶胶分流器的两个通道A、B进行分时分流，其中气溶胶分流器的通道A直接连接第二三通阀门的通道N1，通道B经过滤设备连接第一三通阀门的通道M1，当通道A开启时，关闭通道B和第一三通阀门，此时，气溶胶直接通过第二三通阀门的通道N2、N3分别进入气溶胶粒径谱仪和标准流量计，此时没有经过过滤设备，在一定时间t之后，测量获得粒径r1和流量L1，计算获得时间t内通过的粒子数量n1；当通道B开启时，关闭通道A和第二三通阀门，则此时采样气流经过滤设备过滤后的气溶胶，经过第一三通阀门的两个通道M2、M3分别进入气溶胶粒径谱仪和标准流量计，在一定时间t之后，测量获得气溶胶粒径r2和流量L2，由此计算时间t内通过的粒子数量n2；从而能够计算出过滤效率为(n1-n2)/n1。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空气过滤设备的过滤效率标定系统，其特征在于，该系统包括空压机、冷冻干燥机、三级过滤器、雾化发生器、扩散干燥器、静电中和器、均匀混合箱、气溶胶分流器、第一三通阀、第二三通阀、高效过滤器、标准流量计、气泵和气溶胶粒径谱仪；
所述均匀混合箱具有两个输入通道，分别为稀释气流输入通道和固态气溶胶输入通道；
所述空压机、冷冻干燥机和三级过滤器三者顺次相连，三级过滤器的输出通道同时连接所述均匀混合箱的稀释气流输入通道和所述雾化发生器的输入通道，所述雾化发生器的输出通道连接所述扩散干燥器的输入通道，所述扩散干燥器的输出通道与所述静电中和器的输入通道相连，所述静电中和器的输出通道连接至所述均匀混合箱的固态气溶胶输入通道；所述均匀混合箱的输出通道连接至所述气溶胶分流器的输入通道，所述气溶胶分流器具有两个输出通道，其中一个通过待标定的过滤设备连接至第一三通阀的一个通道M1，另一个连接至第二三通阀的一个通道N1；第一三通阀的另外两个通道M2、M3分别连接气溶胶粒径谱仪和高效过滤器，所述第二三通阀的另外两个通道N2、N3分别连接气溶胶粒径谱仪和高效过滤器，所述高效过滤器的输出端顺次连接所述标准流量计和气泵。
2.如权利要求1所述的一种空气过滤设备的过滤效率标定系统，其特征在于，所述均匀混合箱还包括一个废气流输出通道，所述废气流输出通道通过一个过滤器和一个阀门连接至一个气泵。
3.如权利要求1所述的一种空气过滤设备的过滤效率标定系统，其特征在于，所述空气过滤设备为PM10或者PM2.5切割头或者滤膜。
4.如权利要求1所述的一种空气过滤设备的过滤效率标定系统，其特征在于，对所述空气过滤设备的过滤效率标定过程具体为：经由空压机、冷冻干燥机和三级过滤器获得洁净压缩空气，然后在雾化发生器中进行雾化，经干燥器和静电中和器获得单分散PSL固态气溶胶进入均匀混合箱中，均匀混合箱中的气流输出通过气溶胶分流器的两个通道A、B进行分时分流，其中气溶胶分流器的通道A直接连接第二三通阀门的通道N1，通道B经过滤设备连接第一三通阀门的通道M1，当通道A开启时，关闭通道B和第一三通阀门，此时，气溶胶直接通过第二三通阀门的通道M2、M3分别进入气溶胶粒径谱仪和标准流量计，此时没有经过过滤设备，在一定时间t之后，测量获得粒径r1和流量L1，计算获得时间t内通过的粒子数量n1；当通道B开启时，关闭通道A和第二三通阀门，则此时采样气流经过滤设备过滤后的气溶胶，经过第一三通阀门的通道N2、N3分别进入气溶胶粒径谱仪和标准流量计，在一定时间t之后，测量获得气溶胶粒径r2和流量L2，由此计算时间t内通过的粒子数量n2；从而能够计算出过滤效率为(n1-n2)/n1。
5.如权利要求1所述的一种空气过滤设备的过滤效率标定系统，其特征在于，所述混合气体箱的体积为120L，为两端带弧形封顶的圆柱形筒，直径为35CM，高度为130cm，设有内径6mm气溶胶入口，一个稀释空气入口，材料为304不锈钢板，内壁面的表面粗糙度小于0.0025mm。
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