CN108519256A - 适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环境监测仪器技术领域，旨在克服现有SVOCs采样设备的不足而提供一种适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，具有温度可控、抗震性好特点，以适用于高温尾气的采样和颠簸的车载测试环境。本发明采样系统包括壳体、控制主机、供电单元、以及沿采样管路依次设置的SVOCs采集单元和真空气泵；采样管路、SVOCs采集单元和真空气泵均固定设置在壳体内；采样管路靠近SVOCs采集单元的一端为进气端，靠近真空气泵的一端为出气端；采样系统还包括温度控制器和减震装置；温度控制器与所述控制主机相连；温度控制器用于控制SVOCs采集单元内的温度；减震装置包括减震板和减震弹簧；所述壳体固定设置在所述减震板上；减震弹簧安装在减震板的下表面。

Description

适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统
技术领域
本发明属于环境监测仪器技术领域，涉及一种适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统。
背景技术
重型柴油车是中国大气污染物的主要来源之一，世界卫生组织在2012年就已将柴油车排放的污染物列为最高级的I类致癌物。柴油车所排放的污染物中包含了大量固相和气相的半挥发性有机物(如多环芳烃等)，严重危害人体健康。而要控制柴油车的排放，必须先进行排放测试以获得车辆的排放特征。在众多机动车排放测试方法中，车载法是近几年最流行的实际道路测试方法，该方法不仅能反映车辆在实际道路的排放水平，又能表达车辆在各种因素下的排放特征，已逐步成为柴油车排放测试的主流方法之一，且国际上已有大量采用车载法测量车辆在实际道路气态污染物排放特征的研究。但重型车车载测试中半挥发性有机物(SVOCs)的测量仍是车载相关研究的空白，原因在于现有SVOCs采样设备不适用于高温尾气的采样和颠簸的车载测试环境，且因无法切换输入电压而在有些车载测试平台上使用受限。
发明内容
本发明的目的是克服现有SVOCs采样设备的不足而提供一种适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，具有温度可控、抗震性好特点，可适用于高温尾气的采样和颠簸的车载测试环境。
本发明的技术解决方案是：
适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，包括壳体、控制主机、供电单元、以及沿采样管路依次设置的SVOCs采集单元和真空气泵；所述采样管路、SVOCs采集单元和真空气泵均固定设置在所述壳体内；所述采样管路靠近SVOCs采集单元的一端为进气端，靠近真空气泵的一端为出气端；
其特殊之处在于：
所述气、固相SVOCs同步采样系统还包括温度控制器和减震装置；所述温度控制器与所述控制主机相连；所述温度控制器用于控制SVOCs采集单元内的温度，包括与控制器相连的温度传感器和加热单元；温度传感器用于检测SVOCs采集单元内的温度，当温度低于法规采样温度时，加热单元开始工作，使SVOCs采集单元内的温度上升至法规采样温度范围内后，停止加热；减震装置包括减震板和减震弹簧；所述壳体固定设置在所述减震板上；所述减震弹簧安装在所述减震板的下表面。
进一步地，所述SVOCs采集单元包括沿进气方向依次设置在采样管路上的PM2.5切割器、滤膜夹托和PUF采样管；滤膜夹托上设置有采样膜；采样膜用于收集固相SVOCs，PUF采样管用于收集气相SVOCs。
进一步地，所述气、固相SVOCs同步采样系统还包括设置在采样管路上的与所述控制主机相连的压力传感器。
进一步地，所述气、固相SVOCs同步采样系统还包括设置在采样管路上的与所述控制主机相连的质量流量控制器。
进一步地，还包括用于将交流电源转换为直流电源的整流器，使用时，整流器的输入接交流电源，整流器的输出接采样系统的供电单元；为防止整流器在颠簸的车载环境中脱落，所述供电单元上设置有航空接头，整流器通过航空接头与所述供电单元相连。
进一步地，所述控制主机具有人机交互功能。
进一步地，所述采样管路的管径与采样系统前端的稀释通道管径相等。
本发明的优点：
1.本发明能够控制SVOCs采集单元内的温度，确保SVOCs在采样后不会随着温度的变化而改变SVOCs的相分布(例如气相SVOCs在尾气温度降低后会转变为固相SOVCs)。
2.本发明在设备底部装有减震板，减震板上安装有减震弹簧，可以随车辆震动保持设备平衡，因而具有良好的减震功能。
3.本发明通过整流器切换直流电与交流电，适用于不同供电电源的车载测试平台，方便车载使用。
4.本发明结构简单紧凑、轻便易携带，设备质量仅为20千克，体积小于0.04立方米，一人可完成设备搬运和安装工作。
5.本发明不但能采集SVOCs，还能采集PM2.5颗粒物；本发明的采样管径与前端稀释通道一致，且采样流量可以根据稀释设备的稀释倍数而改变，因而可以和等比例采样稀释通道配合研究机动车乃至移动源排放。
附图说明
图1是本发明同步采样系统实施例的原理示意图；
图2是本发明同步采样系统实施例的产品外观示意图；
图中标号：1-PM2.5切割器，2-滤膜夹托，3-采样膜，4-PUF采样管，5-采样管路，6-压力传感器，7-质量流量控制器，8-控制主机，9-真空气泵，10-温度控制器，11-整流器，12-减震弹簧，13-减震板，14-壳体。
具体实施方式
参见图1，本实施例的气、固相SVOCs同步采样系统，包括沿进气方向设置在采样管路5上的SVOCs采集单元、压力传感器6、质量流量控制器7和真空气泵9。
SVOCs采集单元包括沿进气方向依次设置在采样管路上的PM2.5切割器1、滤膜夹托2和PUF采样管4；滤膜夹托2上设置有采样膜3；采样膜3用于收集固相SVOCs，PUF采样管4用于收集气相SVOCs。
压力传感器6、质量流量控制器7和温度控制器10均与控制主机8相连；
压力传感器6用于测量采样管路5内的气压，进行系统检漏，以避免设定的采样流量和实际采样流量不对应；
质量流量控制器7用于根据采样系统前端稀释设备的稀释倍数调节采样流量，流量调节范围为6-11L/min，以确保获得足够的PM和SVOCs样品，用于实验室化学组分分析。
控制主机8具有触摸显示屏，且装载有采样控制软件，具有人机交互功能，可通过其上的触摸显示屏输入采样指令，例如采样计时、延时采样、定时采样、查询采样数据等。
本发明的工作原理：
真空气泵9以恒定流量抽取尾气，尾气从进气口进入采样管路5，尾气中的PM2.5颗粒物和固相SVOCs被PM2.5切割器1从尾气中分离出来，截留在已知质量的采样膜3上，而气相SVOCs被PUF采样管4收集，从而实现气、固相SVOCs同步采样；在采样过程中，SVOCs采集单元内的温度由温度控制器10控制，一方面可以通过改变SVOCs采集单元内的温度并记录采样结果，研究不同采样温度对采样结果的影响，另一方面可以控制SVOCs采集单元内温度恒定在法规采样温度范围(47±5℃)内，确保SVOCs在采样后不会随着温度的变化而改变SVOCs的相分布。
由于采样膜3还可以收集PM2.5颗粒物，因此，本发明还具备PM2.5采样功能。
为使采样系统具有良好的减震功能，以适用于颠簸的车载测试环境，本发明采样系统还包括减震板和减震弹簧；采样系统的主体设备(包括SVOCs采集单元、真空气泵9、压力传感器6、质量流量控制器7)封装在壳体14内后，通过壳体14固定安装在减震板13上，减震板13下表面均匀布设有至少四只减震弹簧12，从而使采样系统主体设备随车辆震动仍能够保持平衡。控制主机可以设置在壳体14内，也可以设置在壳体14外，当控制主机位于壳体14内时，其触摸显示屏应位于壳体14外表面，方便操作和控制。由于不同车载测试平台的供电电源可能不同，本发明采样系统还包括整流器11，当车载测试平台的供电电源为交流电源时，将整流器的输入接交流电源，整流器的输出接采样系统的供电单元，从而通过整流器11将交流电转化为直流电，使得采样系统能适用于供电电源为交流电源的车载测试平台。

Claims (7)

1.适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，包括壳体、控制主机、供电单元、以及沿采样管路依次设置的SVOCs采集单元和真空气泵；所述采样管路、SVOCs采集单元和真空气泵均固定设置在所述壳体内；所述采样管路靠近SVOCs采集单元的一端为进气端，靠近真空气泵的一端为出气端；
其特征在于：
所述气、固相SVOCs同步采样系统还包括温度控制器和减震装置；所述温度控制器与所述控制主机相连；所述温度控制器用于控制SVOCs采集单元内的温度，包括温度传感器和加热单元；减震装置包括减震板和减震弹簧；所述壳体固定设置在所述减震板上；所述减震弹簧安装在所述减震板的下表面。
2.根据权利要求1所述的适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，其特征在于：所述SVOCs采集单元包括沿进气方向依次设置在采样管路上的PM2.5切割器、滤膜夹托和PUF采样管；滤膜夹托上设置有采样膜；采样膜用于收集固相SVOCs，PUF采样管用于收集气相SVOCs。
3.根据权利要求1所述的适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，其特征在于：还包括设置在采样管路上的与所述控制主机相连的压力传感器。
4.根据权利要求1所述的适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，其特征在于：还包括设置在采样管路上的与所述控制主机相连的质量流量控制器。
5.根据权利要求1-4任一所述的适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，其特征在于：还包括用于将交流电源转换为直流电源的整流器；所述供电单元上设置有航空接头，整流器通过航空接头与所述供电单元相连。
6.根据权利要求1-4任一所述的适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，其特征在于：所述控制主机具有人机交互功能。
7.根据权利要求1所述的适用于机动车车载测试的气、固相SVOCs同步采样系统，其特征在于：所述采样管路的管径与采样系统前端的稀释通道管径相等。
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