CN106226483A - 一种低成本多空气质量监测传感器标定系统 - Google Patents
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Abstract
一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，包括：用于提供设定浓度的污染气体和控制标定气体风速的机柜，设置在机柜上端与机柜相连通并设置有被标定的传感器的标定舱体，通过第一法兰与标定舱体上端相连的静压箱，静压箱内设置有均流膜，静压箱的一侧通过第二法兰连接送风管的一端，送风管的另一端连接送风调节装置的出风口，送风调节装置的进风口通过一个导风罩连接过滤装置，机柜与送风管之间设置有用于从机柜向送风管导入设定浓度污染气体的污染气体加注管路，标定舱体与静压箱之间的通道上设置有用于实现气流均匀的不锈钢均流网。本发明主要着眼于廉价传感器的科学标定，可以显著提升廉价传感器的性能，成倍提升传感器的性价比。
Description
技术领域
本发明涉及一种标定系统。特别是涉及一种低成本多空气质量监测传感器标定系统。
背景技术
大量触目惊心的事实证实，室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”，也成为全世界各国共同关注的问题。尤其在当前中国国内空气污染更加严重，其中室内PM2.5颗粒物污染由于受到室外大气PM2.5污染的影响是人们普遍担心的室内污染物。数据显示2013年全国74座主要城市中只有5座城市大气PM2.5年平均值达到35μg/m3以下，室内颗粒物污染净化需求日益提升。PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心脏病患者过早死。科学研究表明，每日暴露在PM2.5环境中时间增加，呼吸系统、心血管疾病患病几率增加。
人每天有90％以上的时间在室内度过，可见，室内空气品质对人的影响更是至关重要。利用污染物传感器检测空气质量是当今流行的一种方法，空气传感器主要用于室内环境污染物的监控及污染物控制，可对室内空气质量及净化设备的工作进行实时监控及反馈，通过实时采集室内空气质量与微尘指标，调整机器工作状态，保证室内空气品质的同时，达到空气净化器节能运行的目的。
常见的空气质量传感器如：PM2.5传感器，CO2传感器，甲醛等气态污染物传感器，温湿度传感器等。适用于室内环境监测、新风机组、净化单元等众多场合。空气污染物浓度的分布于监控点和监控时间有明显的依赖关系，因而对空气传感器的灵敏度及稳定性提出了甚高的要求。大量使用的廉价PM2.5传感器和甲醛传感器在工作过程中，存在稳定性不好、启动时间长、不同工作环境精确度相差大、不同污染物浓度数据偏差大等问题，这些问题会影响空气过滤设备的工作状态调节，不能针对室内外污染物浓度变化及时调整，严重时会产生人员健康受到威胁、经济损失等一系列问题。
随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视，对室内环境质量的检测及对空气质量传感器提出了更高的要求，利用计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合提高传感器的精准度，同时研制能够同时监测多种气体的云复合污染物传感器将是重要的研究方向。因此急切需要利用一种即能够精确定量稳定的发生颗粒物，VOC，二氧化碳等常见污染气体/气溶胶，并对气体/气溶胶进行均匀扩散从而实现对其进行标定、评估、检验等科学研究的实验装置。
而目前能够检索到的关于标定系统的专利多是关于颗粒物或者气溶胶的。一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置(CN 204694593U)选择灰尘作为发生源，科学上灰尘对于传感器来说粒径偏大，并且只提供了理论论证发生是稳定的，对于发生之后如何进行均匀却没有提到，也没有实测数据证明其稳定性。自稀释气溶胶筛分标定装置(CN105372164A)同样针对气溶胶，并且采用荷电筛分的方式进行稀释和筛分，通过高压电筛分自动稀释方法产生一定颗粒粒径大小的待标定气溶胶气体，然后直接进入标定舱室，和上面专利一样重点在于发生段的均匀，标定舱的作用并没有提及。标定烟箱(CN 105136978A)介绍了一种用于检测烟感火灾探测器的标定烟箱，浓度控制较为粗放，采用风扇进行均流，并重点介绍浓度均匀的手段和效果。而标定装置(CN 102565177A)提到储物料中放置待发生物体然后通过气体吹出则更没有提到均匀稳定的观点。用于物质分辨的标定装置、标定方法和标定系统(CN105223214A)主要用于X射线进行物质检测，比如铜铁等，和本技术提到而定空气质量关系不大因此系统并无参考价值。
空气质量监测传感器的作用是在人尚未感知污染的情况进行告知和预警，或者在已经有感知的情况下进行污染程度的告知，因此一般要求比较敏感。同时，进行传感器的标定无论是相互标定还是和标准仪器的标定，根据GB-T14295-2008空气过滤器和美国污染控制协会推荐规范IEST-RP-CC014.2光学粒子计数器而定标定与特征标定的相关规定，结合上述专利的不足和缺漏，标定舱应具有的三个指标：
均匀性：各标定点浓度偏差不高于5％，对于较难均匀的气溶胶，不平衡率不能超过10％；
稳定性：连续测试1小时浓度偏差不超过10％；
浓度精确可调：能够完全覆盖掉日常所见的污染物浓度范围，并且最高浓度能实现标准2～10倍(依气体而异)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种浓度可调、发生气体多样、发生浓度稳定的低成本多空气质量监测传感器标定系统。
本发明所采用的技术方案是：一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，包括有：用于提供设定浓度的污染气体和控制标定气体风速的机柜，设置在所述机柜上端与所述机柜相连通并设置有被标定的传感器的标定舱体，通过第一法兰与所述的标定舱体上端相连且相通的静压箱，所述的静压箱内设置有用于实现气流均匀的均流膜，所述静压箱的一侧通过第二法兰连接送风管的一端，所述送风管的另一端连接送风调节装置的出风口，所述送风调节装置的进风口通过一个导风罩连接用于对进入的外部气体进行过滤的过滤装置，所述机柜与送风管之间设置有用于从机柜向送风管导入设定浓度污染气体的污染气体加注管路，所述的标定舱体与所述静压箱之间的通道上设置有用于实现气流均匀的不锈钢均流网。
所述的标定舱体为1m3的透明防静电pc板舱，标定舱体2总体承重大于等于500kg。
所述的标定舱体不均匀性在±5％以内，气流不均性小于10％。
所述的被标定的传感器是通过标定架设置在所述标定舱体内，所述的标定架包括有：标定篮支架，设置在所述标定篮支架上的标定篮导轨，设置在所述标定篮导轨上并通过滚轮在所述标定篮导轨上移动的标定篮，所述的标定篮上形成有上下贯通的过风孔，所述标定篮上用于放置若干个被标定的传感器。
所述的送风管位于静压箱内的出风口上设置有挡风孔板。
所述的机柜包括上端开口的柜体，所述柜体内分别设置有：位于上端口用于接收从所述标定舱体过来的气体的天圆地方管，进气口连接在所述天圆地方管出气口端的裤衩三通，所述裤衩三通的两个出气口分别各连接一个软连接管的一端，两个所述的软连接管的另一端分别各连接一个排风机，两个所述的排风机分别各通过一个蝶阀连接位于机柜外部的排气混合箱，所述排气混合箱通过排气弯头连接外部排风管路，所述柜体内还设置有与所述的污染气体加注管路相连用于产生设定浓度污染气体的气溶胶及有机气体发生器，以及设置有用于控制气体流速的主控制箱，所述主控制箱连接外部电源输入，主控制箱的控制输出端分别连接两个排风机、气溶胶及有机气体发生器、两个蝶阀和送风调节装置。
所述的天圆地方管与所述的裤衩三通相连接处设置有回风均流网。
所述的气溶胶及有机气体发生器包括有用于与外部压缩空气的进气管，所述进气管上设置有带压力表的调节阀，所述进气管的出气口通过三通换向阀分别连接第一过气管和第二过气管，其中，所述的第一过气管上设置有第一刻度线性调节阀和第一防腐蚀浮子流量计，所述第一过气管的出气口连接颗粒发生器的入气口，所述颗粒发生器内设置有laskin喷嘴，所述颗粒发生器的气溶胶出气口与所述污染气体加注管路的进气口相连，所述第二过气管的出气口通过进气三通分别连接上导气管和下导气管，所述上导气管上有第二刻度线性调节阀，所述上导气管的出气口连接第一挥发性有机物气体发生器的入气口，所述第一挥发性有机物气体发生器的出气口通过出气管和设置在该出气管上的第二防腐蚀浮子流量计连接排气三通的一个进气口，所述下导气管上有第三刻度线性调节阀，所述下导气管的出气口连接第二挥发性有机物气体发生器的入气口，所述第二挥发性有机物气体发生器的出气口通过出气管和设置在该出气管上的第三防腐蚀浮子流量计连接排气三通的另一个进气口，所述排气三通的挥发性有机物气体出口与所述污染气体加注管路的进气口相连，所述排气三通的挥发性有机物气体出口排出的气溶胶浓度变化小于等于10％。
所述的送风调节装置包括有风机变频器和与所述风机变频器输出相连的送风风机，其中，所述的送风风机固定设置在风机底座上，所述送风风机的进风口连接所述导风罩的输出风口，所述送风风机的出风口连接所述送风管的进风口。
所述的过滤装置包括有：形成有进气口和出气口的过滤器箱体，所述过滤器箱体内由进气口至出气口依次设置孔板门、中效过滤器和活性炭过滤器，其中，所述过滤器箱体的出气口连接所述导风罩的进气口，所述的孔板门为均匀地形成有若干过气孔的门板。
本发明的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，主要着眼于廉价传感器的科学标定，可以显著提升廉价传感器的性能，甚至与专业仪器媲美，成倍提升传感器的性价比。综合来看，目前已经制作完成的本发明具有如下有益效果：
1、节约成本，促进产量：提升了廉价传感器的性能，降低大部分厂家进入空气质量监测行业的门槛，最终的结果是行业的发展，成本的降低。
2、促进行业发展：更多的商家进入将产生更多优秀的产品和更多新奇的思路，最终空气质量相关行业得到发展。
3、提升老百姓生活质量：花非常少的钱得到过去售价高昂的服务，最终将带来老百姓生活水平的提升。
4、促进科学研究。目前国内没有关于空气质量传感器标定的规范，相关的政策和行业标准还有待完善，类似的产品几乎没有，本产品可以填补这一块的空白，同时促进对于传感器标定问题的深入讨论研究，利在千秋。
附图说明
图1是本发明低成本多空气质量监测传感器标定系统的整体结构示意图；
图2是本发明中标定架的整体结构示意图；
图3是本发明中机柜的整体结构示意图；
图4是图3的侧视图；
图5是本发明中气溶胶及有机气体发生器的整体结构示意图；
图6是本发明中孔板门的正面结构示意图。
图中
1：机柜 2：标定舱体
3：静压箱 4：送风管
5：送风调节装置 6：过滤装置
7：传感器 8：标定架
9：第一法兰 10：不锈钢均流网
11：均流膜 12：挡风孔板
13：第二法兰 14：导风罩
15：污染气体加注管路 16：排气混合箱
17：排气弯头 18：脚轮
41：污染物加注管口 51：风机变频器
52：风机底座 53：送风风机
61：过滤器箱体 62：孔板门
63：中效过滤器 64：活性炭过滤器
81：标定篮支架 82：标定篮
83：滚轮 84：标定篮导轨
101：柜体 102：天圆地方管
103：裤衩三通 104：软连接管
105：排风机 106：蝶阀
107：气溶胶及有机气体发生器 108：主控制箱
109：回风均流网 1010：把手
1071：进气管 1072：带压力表的调节阀
1073：三通换向阀 1074：第一刻度线性调节阀
1075：第一防腐蚀浮子流量计 1076：颗粒发生器
1077：气溶胶出气口 1078：laskin喷嘴
1079：挥发性有机物气体出口 10710：排气三通
10711：第三防腐蚀浮子流量计 10712：第二挥发性有机物气体发生器
10713：第三刻度线性调节阀 10714：进气三通
10715：第一过气管 10716：第二过气管
10717：上导气管 10718：下导气管
10719：第二刻度线性调节阀 10720：第一挥发性有机物气体发生器
10721：第二防腐蚀浮子流量计
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统做出详细说明。
如图1所示，本发明的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，包括有：用于提供设定浓度的污染气体和控制标定气体风速的机柜1，设置在所述机柜1上端与所述机柜1相连通并设置有被标定的传感器7的标定舱体2，通过第一法兰9与所述的标定舱体2上端相连且相通的静压箱3，所述的标定舱体2与所述静压箱3之间的通道上设置有用于实现气流均匀的不锈钢均流网10。所述的静压箱3内设置有用于实现气流均匀的均流膜11。所述静压箱3的一侧通过第二法兰13连接送风管4的一端，所述的送风管4位于静压箱3内的出风口上设置有挡风孔板12。所述送风管4的另一端连接送风调节装置5的出风口，所述送风调节装置5的进风口通过一个导风罩14连接用于对进入的外部气体进行过滤的过滤装置6，所述机柜1与送风管4之间设置有用于从机柜1向送风管4导入设定浓度污染气体的污染气体加注管路15。所述送风管4在与所述送风调节装置5相连的端部形成为直径变小的锥形结构。
本发明中，所述的标定舱体2为1m3的透明防静电pc板舱，标定舱体2总体承重大于等于500kg，所述的标定舱体2不均匀性在±5％以内，气流不均性小于10％。
如图1、图2所示，所述的被标定的传感器7是通过标定架8设置在所述标定舱体2内，所述的标定架8包括有：标定篮支架81，设置在所述标定篮支架81上的标定篮导轨84，设置在所述标定篮导轨84上并通过滚轮83在所述标定篮导轨84上移动的标定篮82，所述的标定篮82上形成有上下贯通的过风孔，所述的标定篮82上用于放置若干个被标定的传感器7。
如图3、图4所示，所述的机柜1包括上端开口的柜体101，所述柜体101内分别设置有：位于上端口用于接收从所述标定舱体2过来的气体的天圆地方管102，进气口连接在所述天圆地方管102出气口端的裤衩三通103，所述的天圆地方管102与所述的裤衩三通103相连接处设置有回风均流网109。所述裤衩三通103的两个出气口分别各连接一个软连接管104的一端，两个所述的软连接管104的另一端分别各连接一个排风机105，两个所述的排风机105分别各通过一个蝶阀106连接位于机柜1外部的排气混合箱16，所述排气混合箱16通过排气弯头17连接外部排风管路，所述柜体101内还设置有与所述的污染气体加注管路15相连用于产生设定浓度污染气体的气溶胶及有机气体发生器107，以及设置有用于控制气体流速的主控制箱108，所述主控制箱108连接外部电源输入，主控制箱108的控制输出端分别连接两个排风机105、气溶胶及有机气体发生器107、两个蝶阀106和送风调节装置5。
如图5所示，所述的气溶胶及有机气体发生器107包括有用于与外部压缩空气的进气管1071，所述进气管1071上设置有带压力表的调节阀1072，所述进气管1071的出气口通过三通换向阀1073分别连接第一过气管10715和第二过气管10716，其中，所述的第一过气管10715上设置有第一刻度线性调节阀1074和第一防腐蚀浮子流量计1075，所述第一过气管10715的出气口连接颗粒发生器1076的入气口，所述颗粒发生器1076内设置有laskin喷嘴1078，所述颗粒发生器1076的气溶胶出气口1077与所述污染气体加注管路15的进气口相连，所述第二过气管10716的出气口通过进气三通10714分别连接上导气管10717和下导气管10718，所述上导气管10717上有第二刻度线性调节阀10719，所述上导气管10717的出气口连接第一挥发性有机物气体发生器10720的入气口，所述第一挥发性有机物气体发生器10720的出气口通过出气管和设置在该出气管上的第二防腐蚀浮子流量计10721连接排气三通10710的一个进气口，所述下导气管10718上有第三刻度线性调节阀10713，所述下导气管10718的出气口连接第二挥发性有机物气体发生器10712的入气口，所述第二挥发性有机物气体发生器10712的出气口通过出气管和设置在该出气管上的第三防腐蚀浮子流量计10711连接排气三通10710的另一个进气口，所述排气三通10710的挥发性有机物气体出口1079与所述污染气体加注管路15的进气口相连，所述排气三通10710的挥发性有机物气体出口1079排出的气溶胶浓度变化小于等于10％。
本发明的气溶胶及有机气体发生器107的发生原理：
1)颗粒物气溶胶发生：
连接进、排气管路，将三通换向阀1073璇至气溶胶档，通入压缩空气，逐渐调节第一刻度线性调节阀1074，气流进入第一防腐蚀浮子流量计1075，调节合适的流量而后气体进入颗粒发生器1076，经过laskin喷嘴1078雾化，而后由污染气体加注管路15排出，注入目标系统。
2)甲醛等VOC物质发生：
连接进、排气管路，将三通换向阀1073璇至VOC档，通入压缩空气，逐渐调节第二刻度线性调节阀10719或第三刻度线性调节阀10713，依据实际使用的浓度需要选择开启一台还是两台挥发性有机物气体发生器10720/10712，气流进入挥发性有机物气体发生器产生污染气体后经过排出管路进入进入第二防腐蚀浮子流量计10721或第三防腐蚀浮子流量计10711，而后在经过排气三通10710汇合排出，注入目标系统
3)发生稳定的实现
(1)高精度第一刻度线性调节阀、第二刻度线性调节阀和第三刻度线性调节阀的选择：所有阀门都是同样规格的带刻度线性调节阀，首先调节的过程是连续稳定的，且调节精度高，其次可以记录刻度以保证实验的可重复性，保证了发生均匀；
(2)第二防腐蚀浮子流量计和第三防腐蚀浮子流量计的选择：对于腐蚀性气体或者对于流量需求较大的气体，选择用两个相同的挥发性有机物气体发生并联进行发生。如果需求不大一台就可以满足，但是由于排气直接是三通并没有阀门控制，因此当加注的系统压力较大而压缩空气压力不足时，不开的一边可能会被反顶导致一部分发生气体进入另一个瓶子，造成损失和瓶中储压，影响精度。因此将第二防腐蚀浮子流量计和第三防腐蚀浮子流量计安装在发生器出口，不用的一段关闭第二防腐蚀浮子流量计或第三防腐蚀浮子流量计，以放置发生的气体倒灌进入不用的一端；
(3)Laskin喷嘴1078：实验数据证明laskin喷嘴具有较高的稳定性；鼓泡法产生的voc气体经过阀门的节流之后也能有较好的稳定性；
(4)带压力表的调节阀1072：实时显示供气压力和波动，带压力表的调节阀1072与第一刻度线性调节阀、第二刻度线性调节阀和第三刻度线性调节阀配合使用可以保证实验进行中外部因素一直处于稳定状态；
(5)根据实验验证，气溶胶及有机气体发生器107的发生浓度30min可以控制波动在10％以内，符合要求。
如图1所示，所述的送风调节装置5包括有风机变频器51和与所述风机变频器51输出相连的送风风机53，其中，所述的送风风机53固定设置在风机底座52上，所述送风风机53的进风口连接所述导风罩14的输出风口，所述送风风机53的出风口连接所述送风管4的进风口。本发明中所述送风风机53的最大送风风量不低于1800m3/h，并且所述的两个排风机105的最大排风风量不低于1300m3/h，以使标定舱体2的舱内气流在0.1～0.5m/s内均匀可调。
如图1所示，所述的过滤装置6包括有：形成有进气口和出气口的过滤器箱体61，所述过滤器箱体61内由进气口至出气口依次设置孔板门62、中效过滤器63和活性炭过滤器64，其中，所述过滤器箱体61的出气口连接所述导风罩14的进气口，所述的孔板门62为均匀地形成有若干过气孔的门板。
本发明的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统中：
1、风速、浓度均匀的实现
1)标定舱体2和静压箱3空间容积均匀：造成不均匀和不稳定主要的因素是风速分配不当，动压过大，主舱体和静压箱距离标定篮放置位置在1m以上，相当于1m3的大舱进行缓冲，动压充分变成静压，因而可以实现均匀；
2)均流膜11、不锈钢均流板10对气流均匀有较大的作用，回风均流网109能够降低排风机105风扇对气流的扰动，也有一定的作用；
3)均匀布置阻力小的标定篮：标定篮开孔率较高，孔间隙较大，对于气流的阻碍非常小，因此可以保证标定区域气流不受标定篮影响；
4)活性炭过滤器64和中效过滤器63等阻力部件，使进入送风风机53的气流尽可能少的扰动，其一定的均匀作用；
5)根据实验验证，30min内，标定舱体2内各采样点风速不均匀控制在10％以内，浓度不均匀控制在5％以内。
2、风速、浓度稳定的实现
1)送风风机53的相互匹配：送排风机档位设置使标定舱体2内大约维持10pa左右的正压，标定舱体2内净向外有及其微弱的气流流出，外界气体中的污染物不会干扰标定舱体2内气流，同时标定舱体2不存在任何变形，气流绕动较小，漏风细微在可允许范围内，因而是主要稳定的手段；
2)高精度的送风主控制箱：主控制箱控制送风精度0.01hz，调节范围0.01～105.00hz,保证大量程的同时也为精细化控制提供保障；
3)大舱体设计，由于标定舱体2面积较大，使随机的扰动在大舱体的中和下影响能降到非常低；
4)防静电pc的材料特性：标定舱体2采用防静电pc设计，这也是高标准洁净室采用的材料，其他金属部件全部采用304不锈钢，能够最大可能减少气流与舱体摩擦产生静电从而造成污染物不必要的吸附等；
根据实验验证，本发明的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统在30min内，风速和发生浓度波动可以控制在10％以内，符合要求。
本发明的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统的工作原理是，运行时，首先给系统上电，然后通过主控制箱108给排风机105和蝶阀106、送风风机53加电，调节好送风风机和排风机105的档位，开启阀门，而后开启排风机105和送风风机53。气流经过孔板门62进入过滤器箱体61，经过中效过滤器63和活性炭过滤器64过滤掉其中的颗粒物和气体杂质，然后进入送风风机53，经过加压后空气进入送风管4；另一方面气溶胶及有机气体发生器107发出的污染气体/气溶胶污染经由污染气体加注管路15到达送风管4的均匀布满小孔的污染物加注管口41，污染物和送风气流对冲，在经过弯头撞击逐渐均匀，经过挡风孔板12的散流进入静压箱3，再经过均流膜11气流基本稳定均匀，再经过不锈钢均流网10优化均流，使进入标定舱体2的无论是气流还是污染物都能尽量实现均匀稳定。而后经过标定篮82上放置的各种被标定的传感器7，实现标定，而后气流经过天圆地方管104被吸入并联的两个排风机105，再经过排气混合箱16混合后经排气弯头17排出舱外。
本发明的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统具有如下特点：
1、首次利用1m3的舱来进行多传感器的同时标定。从科学性角度来说，较大的环境舱更容易使气流均匀稳定，适合传感器的标定，但是体积过大又容易导致其中气流易受不可控因素影响，并且不便于安置和操作。而过小的标定舱很难实现气流均匀，并且一次性可以放置的传感器较少，实用性不大，因此经过考虑采用严格1m3的透明防静电pc板舱来进行实验，一方面是科学性和易用性的平衡，另一方面体积严格控制1m3，简化了很多相关的计算。
2、采用微正压的系统设计，以实现温湿度等外部参数的统一。在实际生产中，每时每刻的外界环境变化，例如温湿度、背景浓度等都会影响标定的结果，因此务必要让所标定的所有传感器在同一温湿度和其他外界环境下，进行标定，并且最好同时进行标定，以尽可能排除外界的干扰。并且舱体特别设计成透明舱体，以实现对于传感器情况的及时观测，以便于保证外部环境的统一。
3、风速，污染物浓度调节范围大，调节精度高。由于不同传感器对于气流的流速要求不同，对于适合标定的污染物浓度也不同，作为适合多种空气质量传感器使用的标定舱，要能实现针对每一款传感器创造出合适的环境，并且能够覆盖掉标定时所需要的气流流速、污染物浓度的最低限和最高限，同时还能满足精度需求。
4、风速、污染物浓度均匀性优于国际标准。根据美国环境科学和技术学会(IEST)污染控制分会推荐规范IEST-RP-CC014.2方法9.2/10.2规程c提到“用参照计数器分别测量混合腔的2个出口，两者浓度应相同，偏差不超过±5％。”关于气流速度，参考论文中的一些资料，不宜超过10％。因此设计的标定舱不均匀性要在±5％以内，气流不均匀尽量小于10％。
5、风速、污染物浓度稳定性优于国际标准。同样根IEST-RP-CC014.2—9.1.2“不少于15min内，雾化气溶胶的浓度变化范围不大于10％”。并且依据GB-T14295-2008空气过滤器规定A2.2“用粒子计数器进行测量，要求个点之间气溶胶浓度的误差不大于10％”；A2.3“30min内过滤前气溶胶取样断面上的气溶胶浓度变化不超过10％”。
6、污染物发生稳定，发生范围大，精度高。同样根据IEST-RP-CC014.2—9.1.2“不少于15min内，雾化气溶胶的浓度变化范围不大于10％”，针对所测测试的所有传感器，要求配套的发生器的发生进度在量程范围内的调节精度在1％量程以上。
7、多个环节优化以简化操作。系统包含多个动力、阻力、调节部件，如风机、过滤器、阀门等，部件多系统复杂带来的问题就是操作复杂，本设计的目的是将所有控制环节全部集中操作柜一侧，使用者不需要耗费很多体力就可以完成所有操作。
8、透明舱体同时保证结构坚固，设计合理。由于传感器标定时候使用者需要实时对传感器情况进行观测，因此标定舱通体采用透明的玻璃或者有机玻璃材质，带来的问题就是抗压抗扭差，易碎。因此舱体因对此进行优化，以使舱体总体承重不低于500kg，同时对于常见的碰撞有一定的防护能力。
Claims (10)
1.一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，包括有：用于提供设定浓度的污染气体和控制标定气体风速的机柜(1)，设置在所述机柜(1)上端与所述机柜(1)相连通并设置有被标定的传感器(7)的标定舱体(2)，通过第一法兰(9)与所述的标定舱体(2)上端相连且相通的静压箱(3)，所述的静压箱(3)内设置有用于实现气流均匀的均流膜(11)，所述静压箱(3)的一侧通过第二法兰(13)连接送风管(4)的一端，所述送风管(4)的另一端连接送风调节装置(5)的出风口，所述送风调节装置(5)的进风口通过一个导风罩(14)连接用于对进入的外部气体进行过滤的过滤装置(6)，所述机柜(1)与送风管(4)之间设置有用于从机柜(1)向送风管(4)导入设定浓度污染气体的污染气体加注管路(15)，所述的标定舱体(2)与所述静压箱(3)之间的通道上设置有用于实现气流均匀的不锈钢均流网(10)。
2.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的标定舱体(2)为1m3的透明防静电pc板舱，标定舱体2总体承重大于等于500kg。
3.根据权利要求2所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的标定舱体(2)不均匀性在±5％以内，气流不均性小于10％。
4.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的被标定的传感器(7)是通过标定架(8)设置在所述标定舱体(2)内，所述的标定架(8)包括有：标定篮支架(81)，设置在所述标定篮支架(81)上的标定篮导轨(84)，设置在所述标定篮导轨(84)上并通过滚轮(83)在所述标定篮导轨(84)上移动的标定篮(82)，所述的标定篮(82)上形成有上下贯通的过风孔，所述标定篮(82)上用于放置若干个被标定的传感器(7)。
5.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的送风管(4)位于静压箱(3)内的出风口上设置有挡风孔板(12)。
6.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的机柜(1)包括上端开口的柜体(101)，所述柜体(101)内分别设置有：位于上端口用于接收从所述标定舱体(2)过来的气体的天圆地方管(102)，进气口连接在所述天圆地方管(102)出气口端的裤衩三通(103)，所述裤衩三通(103)的两个出气口分别各连接一个软连接管(104)的一端，两个所述的软连接管(104)的另一端分别各连接一个排风机(105)，两个所述的排风机(105)分别各通过一个蝶阀(106)连接位于机柜(1)外部的排气混合箱(16)，所述排气混合箱(16)通过排气弯头(17)连接外部排风管路，所述柜体(101)内还设置有与所述的污染气体加注管路(15)相连用于产生设定浓度污染气体的气溶胶及有机气体发生器(107)，以及设置有用于控制气体流速的主控制箱(108)，所述主控制箱(108)连接外部电源输入，主控制箱(108)的控制输出端分别连接两个排风机(105)、气溶胶及有机气体发生器(107)、两个蝶阀(106)和送风调节装置(5)。
7.根据权利要求6所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的天圆地方管(102)与所述的裤衩三通(103)相连接处设置有回风均流网(109)。
8.根据权利要求6所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的气溶胶及有机气体发生器(107)包括有用于与外部压缩空气的进气管(1071)，所述进气管(1071)上设置有带压力表的调节阀(1072)，所述进气管(1071)的出气口通过三通换向阀(1073)分别连接第一过气管(10715)和第二过气管(10716)，其中，所述的第一过气管(10715)上设置有第一刻度线性调节阀(1074)和第一防腐蚀浮子流量计(1075)，所述第一过气管(10715)的出气口连接颗粒发生器(1076)的入气口，所述颗粒发生器(1076)内设置有laskin喷嘴(1078)，所述颗粒发生器(1076)的气溶胶出气口(1077)与所述污染气体加注管路(15)的进气口相连，所述第二过气管(10716)的出气口通过进气三通(10714)分别连接上导气管(10717)和下导气管(10718)，所述上导气管(10717)上有第二刻度线性调节阀(10719)，所述上导气管(10717)的出气口连接第一挥发性有机物气体发生器(10720)的入气口，所述第一挥发性有机物气体发生器(10720)的出气口通过出气管和设置在该出气管上的第二防腐蚀浮子流量计(10721)连接排气三通(10710)的一个进气口，所述下导气管(10718)上有第三刻度线性调节阀(10713)，所述下导气管(10718)的出气口连接第二挥发性有机物气体发生器(10712)的入气口，所述第二挥发性有机物气体发生器(10712)的出气口通过出气管和设置在该出气管上的第三防腐蚀浮子流量计(10711)连接排气三通(10710)的另一个进气口，所述排气三通(10710)的挥发性有机物气体出口(1079)与所述污染气体加注管路(15)的进气口相连，所述排气三通(10710)的挥发性有机物气体出口(1079)排出的气溶胶浓度变化小于等于10％。
9.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的送风调节装置(5)包括有风机变频器(51)和与所述风机变频器(51)输出相连的送风风机(53)，其中，所述的送风风机(53)固定设置在风机底座(52)上，所述送风风机(53)的进风口连接所述导风罩(14)的输出风口，所述送风风机(53)的出风口连接所述送风管(4)的进风口。
10.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的过滤装置(6)包括有：形成有进气口和出气口的过滤器箱体(61)，所述过滤器箱体(61)内由进气口至出气口依次设置孔板门(62)、中效过滤器(63)和活性炭过滤器(64)，其中，所述过滤器箱体(61)的出气口连接所述导风罩(14)的进气口，所述的孔板门(62)为均匀地形成有若干过气孔的门板。
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