CN115096776A - L型流动管路、气溶胶粉体标定浓度测试装置、方法 - Google Patents

L型流动管路、气溶胶粉体标定浓度测试装置、方法 Download PDF

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CN115096776A CN202210742416.5A CN202210742416A CN115096776A CN 115096776 A CN115096776 A CN 115096776A CN 202210742416 A CN202210742416 A CN 202210742416A CN 115096776 A CN115096776 A CN 115096776A
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张和平
马伟通
景宏令
王凯
陆松
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Tianjin Aviation Mechanical and Electrical Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种L型流动管路、气溶胶粉体标定浓度测试装置、方法。L型流动管路包括：同轴喷射喷头，包括腔体、进粉管；腔体的顶腔壁和底腔壁分别开设进气口和喷口，进气口和喷口同轴设置在腔体的中心线上，进气口提供压缩空气；进粉管提供气溶胶粉体，进粉管的一端从腔体的侧腔壁进入腔体内，并延伸至所述中心线上，再沿所述中心线延伸至喷口上方；混合管路，一端与喷口连通，从喷口处依次包括渐扩段、中间结构段和渐缩段，以提供所述气溶胶粉体和所述压缩空气的混合均匀空间。本发明能够通过设置压缩气体喷射在外、气溶胶粉体气溶胶喷射在内的同轴喷射喷头，使得气溶胶粉体对L型流动管路壁面沾染量减小。

Description

L型流动管路、气溶胶粉体标定浓度测试装置、方法
技术领域
本发明涉及粉体浓度测试技术领域，特别是涉及L型流动管路、通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置、通用型气溶胶粉体标定浓度测试方法和通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的清洁方法。
背景技术
在工业生产、矿产挖掘、环境监测、航空运输、科研实验等各个方面，广泛存在着粉体气溶胶环境，为保证受限保护空间的安全，作业环境的安全，以及作业过程中人员的健康，需要气溶胶测量仪对环境进行实时的监测。为保证气溶胶测量仪测量的准确性，气溶胶浓度的发生，标定与测试对于检测仪器的研发与应用至关重要。传统的手工滤膜称重标定方法采用粉尘采样器、滤膜和分析天平等，该方法存在操作要求极高，操作过程费时费力。因此研发出一款通用型气溶胶粉体传感器测试装置及方法至关重要。
实际上为避免管路粉体沉降，建立高浓度粉体标定系统，大多利用粉体自身所具有的沉降特性，沿着粉体沉降方向即重力方向建立相应的下落式标定管路，有的采用惰性气体通过高速射流的方式在粉体校准柱内进行混合，但是给料的方式采用螺旋给料机会令粉体不均匀，从而导致混合时间长、稳定距离长，即使更换成气溶胶粉尘发生器仍不可避免粉尘浓度不稳定的问题，为缓解这一问题会延长管路提高混合均匀性，由于管道内壁会附着粉尘，管道的延长会令更多的粉尘附着在管道内壁，造成管道内壁粉尘堆积的问题。
发明内容
基于此，有必要针对流动管道延长导致流动管道内壁粉尘堆积严重的问题，提供一种L型流动管路、通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置、通用型气溶胶粉体标定浓度测试方法和通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的清洁方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
L型流动管路，其包括：
同轴喷射喷头，包括腔体、进粉管；腔体的顶腔壁和底腔壁分别开设进气口和喷口，进气口和喷口同轴设置在腔体的中心线上，进气口提供压缩空气；进粉管提供气溶胶粉体，进粉管的一端从腔体的侧腔壁进入腔体内，并延伸至所述中心线上，再沿所述中心线延伸至喷口上方；
混合管路，一端与喷口连通，从喷口处依次包括渐扩段、中间结构段和渐缩段，以提供所述气溶胶粉体和所述压缩空气的混合均匀空间，渐扩段和渐缩段结构相同，渐扩段引导气溶胶粉体和压缩气体快速进入至中间结构段，渐缩段延缓气溶胶粉体和压缩气体排出以增加混合时间。
进一步的，所述L型流动管路还包括：
竖直下落管路，一端与混合管路连接，其提供所述气溶胶粉体和所述压缩空气混合均匀后的稳定空间；
测试管路，一端与竖直下落管路，其提供粉体传感器的测试空间；
堵孔连件，其竖直可拆卸的安装在混合管路和竖直下落管路管壁上，并沿管壁方向均匀排布，以封堵在混合管路和竖直下落管路的管壁开设的清洁孔。
进一步的，所述L型流动管路还包括：
落尘舱，其顶端与所述测试管路底端连接，用以容纳下落的气溶胶粉体；
除尘风机，其位于所述落尘舱一侧，与所述落尘舱的侧壁通过除尘管路相连，其作为清洁混合管路和竖直下落管路的负压动力源。
进一步的，所述落尘舱包括落尘腔室、落尘抽屉、垂直落粉管；落尘腔室的侧腔壁开设有水平出粉口，与除尘管路相连；垂直落粉管的底端从落尘腔室的顶腔壁进入到落尘腔室内，且开设有渐扩的落粉口，以防止落尘腔室内的所述气溶胶粉体颗粒回流；落尘抽屉滑动设置于落尘腔室底腔壁，能够水平脱落落尘腔室用以清理下落在落尘抽屉内部的所述气溶胶粉体。
在其中一个实施例中，所述喷口内径为腔体内径的1/2～3/4；进气口和进粉管的内径相同，均为喷口内径的1/2～3/4。
在其中一个实施例中，所述混合管路的材质采用石英、PMMA、玻璃纤维的任意一种，用以观察所述气溶胶粉体颗粒的流动特性。
本发明还包括通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置，其用于将气溶胶粉体均匀发生在标定空间内并保持标定浓度，其包括：
气溶胶发生机构，包括气溶胶发生器、气溶胶控制器、称重天平；气溶胶发生器与气溶胶控制器电连接，且气溶胶发生器水平放置在称重天平上，气溶胶发生器用以向气溶胶控制器反馈气溶胶发生时间；称重天平用以向气溶胶控制器反馈气溶胶发生器的质量损失量；气溶胶控制器根据所述气溶胶发生时间和所述质量损失量得到一个质量损失速率；
第一气体分配机构，其与气溶胶发生器连接，以提供气溶胶发生器喷射气溶胶粉体的压缩空气，其包括第一流量计，用以计量气体流量和调节气体流量，通过第一流量计得到一个第一流量计气体流量信号；
所述通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置还包括如前述的L型流动管路，根据所述L型流动管路内的除尘风机得到一个除尘风机气体流量信号；
第二气体分配机构，其与第一气体分配机构结构相同，且与L型流动管路的顶端连接，用以提供与所述气溶胶粉体混合的所述压缩空气，其包括第二流量计，用以计量气体流量和调节气体流量，通过第二流量计得到一个第二流量计气体流量信号；
浓度控制调节机构，用于实时采集质量损失速率、第一流量计气体流量信号、第二流量计气体流量信号和除尘风机气体流量信号，并根据所述质量损失速率、所述第一流量计气体流量信号、所述第二流量计气体流量信号和所述除尘风机气体流量信号计算出装置内的实际粉体浓度；还用于判断所述实际粉体浓度与预先设置的预设粉体浓度是否一致，否则触发第一流量计、第二流量计和除尘风机，改变装置内气体流量从而调节所述实际粉体浓度，或者触发气溶胶控制器，改变所述气溶胶发生器的质量损失速率从而调节所述实际粉体浓度，直至所述实际粉体浓度和所述预设粉体浓度一致。
本发明还包括通用型气溶胶粉体标定浓度测试方法，其应用于如前述的通用型气溶胶粉体传感器测试装置，所述通用型气溶胶粉体传感器测试方法包括以下步骤：
实时采集质量损失速率、第一流量计气体流量信号、第二流量计气体流量信号和除尘风机气体流量信号；
根据所述质量损失速率、所述第一流量计气体流量信号、所述第二流量计气体流量信号和所述除尘风机气体流量信号计算出测试装置内的实际粉体浓度；
判断所述实际粉体浓度与预先设置的预设粉体浓度是否一致；
当所述实际粉体浓度与预先设置的预设粉体浓度不一致时，触发第一流量计、第二流量计和除尘风机，改变测试装置内气体流量以调节所述实际粉体浓度；
或者触发气溶胶控制器，改变所述气溶胶发生器的质量损失速率以调节所述实际粉体浓度，直至所述实际粉体浓度和所述预设粉体浓度一致。
进一步的，所述实际粉体浓度的计算方法包括以下步骤：
获取第一流量计气体流量信号Qa、第二流量计气体流量信号Qb、除尘风机气体流量信号Qf和质量损失速率M；
计算所述实际粉体浓度C：
Figure BDA0003716134330000041
本发明还包括通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的清洁方法，其应用于前述的通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置，所述清洁方法包括以下步骤：
S1.给除尘风机预设一个标定运行时长，以其中一个堵孔连件作为目标堵孔连件；
S2.将所述目标堵孔连件从所述L型流动管路取下，待除尘风机工作一个所述标定运行时长后，将所述目标堵孔连件复位；
S3.判断所述目标堵孔连件是否复位成功；
S4.当所述目标堵孔连件复位成功时，则以一个预设的移动方向将所述目标堵孔连件相邻的堵孔连件作为新的目标堵孔连件，返回步骤S2，直至所有的堵孔连件作为所述目标堵孔连件且从所述L型流动管路的管壁上脱离所述标定运行时长后，停止清理。
本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
1.通过设置压缩气体喷射在外、气溶胶粉体气溶胶喷射在内的同轴喷射喷头，使得气溶胶粉体对L型流动管路壁面沾染量减小，减少L型流动管路内壁气溶胶粉体堆积情况，同时压缩气体和气溶胶粉体混合效果更加均匀；
2.设置浓度控制调节机构能够对L型流动管路内的气溶胶粉体浓度进行实时监测，并且能够对气溶胶粉体浓度实时调节；
3.设置堵孔连件与除尘风机配合，能够有效清理L型流动管路内壁粘附的气溶胶粉体，也能达到减少L型流动管路内壁气溶胶粉体堆积情况。
附图说明
图1为本发明L型流动管路的结构示意图；
图2为图1中同轴喷射喷头的结构示意图；
图3为图1中混合管路的结构示意图；
图4为图1中堵孔连件的结构示意图；
图5为图1中落尘舱和除尘风机的连接结构示意图；
图6为基于图1的L型流动管路的通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置结构示意图；
图7为图6的结构框图；
图8为图6测试的质量损失速率随时间的实时变化曲线图；
图9为图6测试的逻辑框图；
图10为基于图6的测试方法流程图；
图11为基于图6的清洁方法流程图；
图12为基于图11的堵孔连件与均匀发生管路的连接俯视图。
主要元件符号说明
11、均匀发生管路；111、同轴喷射喷头；1111、进气口；1112、进粉管；1113、腔体；1114、喷口；112、混合管路；1121、渐扩段；1122、中间结构段；1123、渐缩段；113、竖直下落管路；114、测试管路；115、堵孔连件；1151、堵孔连杆；1152、管壁堵孔；12、落尘舱；121、垂直落粉管；122、落粉口；123、落尘腔室；124、落尘抽屉；125、水平出粉口；13、除尘管路；14、除尘风机；2、第一气体分配机构；21、第一流量计；3、气溶胶发生机构；31、气溶胶发生器；32、气溶胶控制器；33、称重天平；4、浓度控制调节机构；5、第二气体分配机构；51、第二流量计。
以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了L型流动管路，包括由同轴喷射喷头111、混合管路112、竖直下落管路113、测试管路114和堵孔连件115构成均匀发生管路11以及落尘舱12、除尘管路13、除尘风机14。
如图2所示，对于均匀发生管路11的同轴喷射喷头111包括腔体1113、进粉管1112；腔体1113的顶腔壁和底腔壁分别开设进气口1111和喷口1114，进气口1111和喷口1114同轴设置在腔体1113的中心线上，进气口1111提供压缩空气；进粉管1112提供气溶胶粉体，进粉管1112的一端从腔体1113的侧腔壁进入腔体1113内，并延伸至中心线上，再沿中心线延伸至喷口1114上方；具体使用时，喷口1114内径为腔体1113内径的1/2-3/4；进气口1111与进粉管1112内径相同且为喷口1114内径的1/2-3/4。
如图3所示，混合管路112的一端与喷口1114连通，从喷口1114处依次包括渐扩段1121、中间结构段1122和渐缩段1123，以提供气溶胶粉体和压缩空气的混合均匀空间，渐扩段1121和渐缩段1123结构相同，渐扩段1121引导气溶胶粉体和压缩气体快速进入至中间结构段1122，渐缩段1123延缓气溶胶粉体和压缩气体排出以增加混合时间。具体使用时，渐扩段1121高度与渐缩段1123高度相同且为中间结构段1122高度的3-5倍。渐扩段1121入口与渐缩段1123出口内径为中间结构段1122内径的5/12-5/8。混合管路112下部渐缩段1123出口与竖直下落管路113上部连接，竖直下落管路113下部与测试管路114上部连接。
如图4所示，堵孔连件115包括堵孔连杆1151和管壁堵孔1152。堵孔连件115竖直安装在混合管路112和竖直下落管路113壁面上，堵孔连件115数量为2-8个，沿着管壁轴线方向均匀环绕排布。在一些实施例中，管壁堵孔1152为圆形结构，截面直径为10mm。每个堵孔连杆1151连接的管壁堵孔1152数量为3个且间距相同。
如图5所示，落尘舱12包括垂直落粉管121、落粉口122、落尘腔室123、落尘抽屉124、和水平出粉口125。落尘腔室123的侧腔壁开设有水平出粉口125，与除尘管路13相连；垂直落粉管121的底端从落尘腔室123的顶腔壁进入到落尘腔室123内，且开设有渐扩的落粉口122，以防止落尘腔室123内的气溶胶粉体颗粒回流；落尘抽屉124滑动设置于落尘腔室123底腔壁，能够水平脱落落尘腔室123用以清理下落在落尘抽屉124内部的气溶胶粉体。落尘舱12顶部的垂直落粉管121与测试管路114下部连接，落尘舱12侧面水平出粉口125与除尘风机14通过除尘管路13进行水平连接。
测试管路114的内径、落尘舱12的垂直落粉管121的内径与竖直下落管路113的内径相同，混合管路112高度为竖直下落管路113高度的1/5-1/4，且测试管路114高度为竖直下落管路113高度的1/10-1/15，为垂直落粉管121高度的1/2-1。在具体应用时，可以将垂直落粉管121设置与测试管路114高度相同，同时落粉口122设置为渐扩型结构目的是为了防止落尘腔室123内粉体颗粒的回流。混合管路112、竖直下落管路113和测试管路114内壁面均进行光滑处理，外壁面进行防静电处理。在一些实施例中，为观察管路内粉体颗粒的流动特性，测试管路114的材质可以采用石英，PMMA，玻璃纤维等材料。
通过气流喷射在外，粉体气溶胶喷射在内的同轴同向喷射设计，使得气溶胶粉体对壁面沾染量的减小同时混合效果更加均匀。对测试管路114的堵孔连件115设计，更有利于对测试之后的管路进行实时的清理。
如图6所示，在前述L型流动管路的基础上，进一步的提供了通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置，该装置能够实时监测气溶胶粉体实际浓度，并可以对所需气溶胶粉体实际浓度进行实时的调节。
如图7所示，通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置包括L型流动管路、气溶胶发生机构3、第一气体分配机构2、第二气体分配机构5和浓度控制调节机构4。
气溶胶发生机构3包括气溶胶发生器31、气溶胶控制器32、称重天平33。气溶胶发生器31水平放置在称重天平33上，并通过气溶胶控制器32对其发生浓度进行直接控制。在实际应用中，气溶胶发生器31的型号BEG-1000型号，称重天平33的型号为Mse70201s。如图8所示给出了测试质量随时间的实时变化曲线。
第一气体分配机构2包括第一压缩空气气源、第一手动阀门、第一过滤器和第一流量计21，依次沿着气流方向通过气体管路进行连接。
第二气体分配机构包括第二压缩空气气源、第二手动阀门、第二过滤器和第二流量计51，依次沿着气流方向通过气体管路进行连接。
浓度控制调节机构4包括上位机、控制模块和记录显示模块。上位机为直接面向操作人员，并将用户命令发送至控制模块与记录显示模块。控制模块与记录显示模块分别与第一流量计21、第二流量计51、除尘风机14、气溶胶控制器32、称重天平33进行控制信号与数据信号连接。
L型流动管路、第一气体分配机构2、第二气体分配机构5、气溶胶发生系统3和浓度控制与调节系统4均固定安装在装置支撑架上。在一些实施例中，装置支撑架可采用铝型材进行组装拼接，底部安装固定脚轮，方便装置整体的移动。同时在壁面安装开关门，在不使用过程中避免其他外部灰尘对装置的影响。
如图9所示，通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的操作流程如下：
步骤1.首先将被测试的传感器测量探头放置在测试管路114，并开启被测试传感器进行数据采集；
步骤2.开启第一气体分配机构2的第一手动阀和第二气体分配机构5的第二手动阀，开启气溶胶发生器31，通过打开上位机开启测试，并进行数据实时显示与记录；
步骤3.测试开始前将气溶胶粉体浓度发生值调至所需要的浓度值，测试过程中可以通过上位机可以调节气溶胶粉体所需发生浓度值。测试结束后通过上位机将预设浓度值归0；
步骤4.关闭气溶胶发生器31，第一气体分配机构2的第一手动阀和第二气体分配机构5的第二手动阀，待均匀发生管路11稳定沉降120s后，均匀发生管路11内已无悬浮粉体颗粒后将被测试的传感器测量探头从测量管路取出；
步骤5.将被测试的传感器测量探头进行清理，将测试装置进行清理；
步骤6.通过上位机令显示记录功能得到测试过程中发生均匀发生管路11内浓度值随时间的实时变化数据，与被测试传感器测试数据进行进一步研究分析。
对于浓度调控的原理：上位机的显示记录模块能够根据第一流量计21气体流量Qa、第二流量计51气体流量Qb和调节除尘风机14抽取气体流量Qf。根据称重天平33得到气溶胶发生器31的质量损失速率M，从而实时显示出管路测试系统内所发生的粉体浓度C，
Figure BDA0003716134330000091
当操作人员在测试开始之前在上位机上根据所需要设定的浓度值C′时，在不调节气溶胶质量损失速率M时，控制模块将调节第一流量计21a、第二流量计51b和除尘风机14抽取气体流量使得气体总流量变化量为ΔQ，为
Figure BDA0003716134330000092
在不调节气体流量的情况下，控制模块调节气溶胶质量损失速率变化量为ΔM，其中气溶胶质量损失速率变化量为ΔM＝(Qa+Qb+Qf)(C′-C)。
如图10，本实施例还提供通用型气溶胶粉体标定浓度测试方法，其应用于如前述的通用型气溶胶粉体传感器测试装置，通用型气溶胶粉体传感器测试方法包括以下步骤：
S101.实时采集质量损失速率、第一流量计21气体流量信号、第二流量计51气体流量信号和除尘风机14气体流量信号；
S102.根据质量损失速率、第一流量计21气体流量信号、第二流量计51气体流量信号和除尘风机14气体流量信号计算出测试装置内的实际粉体浓度；
S103.判断实际粉体浓度与预先设置的预设粉体浓度是否一致；
S104.当实际粉体浓度与预先设置的预设粉体浓度不一致时，触发第一流量计21、第二流量计51和除尘风机14，改变测试装置内气体流量以调节实际粉体浓度；
S105.或者触发气溶胶控制器32，改变气溶胶发生器31的质量损失速率以调节实际粉体浓度，直至实际粉体浓度和预设粉体浓度一致。
如图11所示，在前述通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的基础上，提供了通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的清洁方法，用于对通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的L型管道内壁粘附的气溶胶粉尘进行除尘操作，清洁方法包括以下步骤：
S201.给除尘风机14预设一个标定运行时长，以其中一个堵孔连件115作为目标堵孔连件115；
S202.将目标堵孔连件115从L型流动管路取下，待除尘风机14工作一个标定运行时长后，将目标堵孔连件115复位；
S203.判断目标堵孔连件115是否复位成功；
S204.当目标堵孔连件115复位成功时，则以一个预设的移动方向将目标堵孔连件115相邻的堵孔连件115作为新的目标堵孔连件115，返回步骤S202，直至所有的堵孔连件115作为目标堵孔连件115且从L型流动管路的管壁上脱离标定运行时长后，停止清理。
对于通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的清洁，提供一个具体实施方式：测试装置清理开始，首先确定将测试管路114处的传感器出口进行封闭，将除尘风机14打开并调制一定频率并稳定运行120s，目的是将L型流动管路内部悬浮的粉体颗粒进行抽取，然后打开堵孔连件115，除尘风机14稳定运行60s左右，由于一侧管壁的打开，其相对壁面侧的管壁上沾染的粉尘会在气流冲击的作用下落入管壁内，并被气流携带，同样依次打开堵孔连件115，完成各个壁面粉尘沾染的清理。图12中示意给出了4个堵孔连件115，均匀分布在管路四周，分别记作a，b，c，d四个侧面，依次完成壁面a，b，c，d侧面的沾染粉体的清理后，待除尘风机14稳定运行120s，将测试管路114处的传感器出口打开，清理测试管路114壁面上的粉尘沾染。完成粉尘沾染清理后，除尘风机14稳定运行120s，关闭除尘风机14，并将落尘舱12内的气溶胶粉体取出，完成测试装置清理工作。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.L型流动管路，其特征在于，其包括：
同轴喷射喷头(111)，包括腔体(1113)、进粉管(1112)；腔体(1113)的顶腔壁和底腔壁分别开设进气口(1111)和喷口(1114)，进气口(1111)和喷口(1114)同轴设置在腔体(1113)的中心线上，进气口(1111)提供压缩空气；进粉管(1112)提供气溶胶粉体，进粉管(1112)的一端从腔体(1113)的侧腔壁进入腔体(1113)内，并延伸至所述中心线上，再沿所述中心线延伸至喷口(1114)上方；
混合管路(112)，一端与喷口(1114)连通，从喷口(1114)处依次包括渐扩段(1121)、中间结构段(1122)和渐缩段(1123)，以提供所述气溶胶粉体和所述压缩空气的混合均匀空间，渐扩段(1121)和渐缩段(1123)结构相同，渐扩段(1121)引导气溶胶粉体和压缩气体快速进入至中间结构段(1122)，渐缩段(1123)延缓气溶胶粉体和压缩气体排出以增加混合时间。
2.根据权利要求1所述的L型流动管路，其特征在于，所述L型流动管路还包括：
竖直下落管路(113)，一端与混合管路(112)连接，其提供所述气溶胶粉体和所述压缩空气混合均匀后的稳定空间；
测试管路(114)，一端与竖直下落管路(113)，其提供粉体传感器的测试空间；
堵孔连件(115)，其竖直可拆卸的安装在混合管路(112)和竖直下落管路(113)管壁上，并沿管壁方向均匀排布，以封堵在混合管路(112)和竖直下落管路(113)的管壁开设的清洁孔。
3.根据权利要求2所述的L型流动管路，其特征在于，所述L型流动管路还包括：
落尘舱(12)，其顶端与所述测试管路(114)底端连接，用以容纳下落的气溶胶粉体；
除尘风机(14)，其位于所述落尘舱(12)一侧，与所述落尘舱(12)的侧壁通过除尘管路(13)相连，其作为清洁混合管路(112)和竖直下落管路(113)的负压动力源。
4.根据权利要求3所述的L型流动管路，其特征在于，所述落尘舱(12)包括落尘腔室(123)、落尘抽屉(124)、垂直落粉管(121)；落尘腔室(123)的侧腔壁开设有水平出粉口(125)，与除尘管路(13)相连；垂直落粉管(121)的底端从落尘腔室(123)的顶腔壁进入到落尘腔室(123)内，且开设有渐扩的落粉口(122)，以防止落尘腔室(123)内的所述气溶胶粉体颗粒回流；落尘抽屉(124)滑动设置于落尘腔室(123)底腔壁，能够水平脱落落尘腔室(123)用以清理下落在落尘抽屉(124)内部的所述气溶胶粉体。
5.根据权利要求1所述的L型流动管路，其特征在于，所述喷口(1114)内径为腔体(1113)内径的1/2～3/4；进气口(1111)和进粉管(1112)的内径相同，均为喷口(1114)内径的1/2～3/4。
6.根据权利要求1所述的L型流动管路，其特征在于，所述混合管路(112)的材质采用石英、PMMA、玻璃纤维的任意一种，用以观察所述气溶胶粉体颗粒的流动特性。
7.通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置，其用于将气溶胶粉体均匀发生在标定空间内并保持标定浓度，其包括：
气溶胶发生机构(3)，包括气溶胶发生器(31)、气溶胶控制器(32)、称重天平(33)；气溶胶发生器(31)与气溶胶控制器(32)电连接，且气溶胶发生器(31)水平放置在称重天平(33)上，气溶胶发生器(31)用以向气溶胶控制器(32)反馈气溶胶发生时间；称重天平(33)用以向气溶胶控制器(32)反馈气溶胶发生器(31)的质量损失量；气溶胶控制器(32)根据所述气溶胶发生时间和所述质量损失量得到一个质量损失速率；
第一气体分配机构(2)，其与气溶胶发生器(31)连接，以提供气溶胶发生器(31)喷射气溶胶粉体的压缩空气，其包括第一流量计(21)，用以计量气体流量和调节气体流量，通过第一流量计(21)得到一个第一流量计气体流量信号；
其特征在于，所述通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置还包括如权利要求1-6中任意一项所述的L型流动管路，根据所述L型流动管路内的除尘风机(14)得到一个除尘风机气体流量信号；
第二气体分配机构(5)，其与第一气体分配机构(2)结构相同，且与L型流动管路的顶端连接，用以提供与所述气溶胶粉体混合的所述压缩空气，其包括第二流量计(51)，用以计量气体流量和调节气体流量，通过第二流量计(51)得到一个第二流量计气体流量信号；
浓度控制调节机构(4)，用于实时采集质量损失速率、第一流量计气体流量信号、第二流量计气体流量信号和除尘风机气体流量信号，并根据所述质量损失速率、所述第一流量计气体流量信号、所述第二流量计气体流量信号和所述除尘风机气体流量信号计算出装置内的实际粉体浓度；还用于判断所述实际粉体浓度与预先设置的预设粉体浓度是否一致，否则触发第一流量计(21)、第二流量计(51)和除尘风机(14)，改变装置内气体流量从而调节所述实际粉体浓度，或者触发气溶胶控制器(32)，改变所述气溶胶发生器(31)的质量损失速率从而调节所述实际粉体浓度，直至所述实际粉体浓度和所述预设粉体浓度一致。
8.通用型气溶胶粉体标定浓度测试方法，其特征在于，其应用于如权利要求7所述的通用型气溶胶粉体传感器测试装置，所述通用型气溶胶粉体传感器测试方法包括以下步骤：
实时采集质量损失速率、第一流量计气体流量信号、第二流量计气体流量信号和除尘风机气体流量信号；
根据所述质量损失速率、所述第一流量计气体流量信号、所述第二流量计气体流量信号和所述除尘风机气体流量信号计算出测试装置内的实际粉体浓度；
判断所述实际粉体浓度与预先设置的预设粉体浓度是否一致；
当所述实际粉体浓度与预先设置的预设粉体浓度不一致时，触发第一流量计(21)、第二流量计(51)和除尘风机(14)，改变测试装置内气体流量以调节所述实际粉体浓度；
或者触发气溶胶控制器(32)，改变所述气溶胶发生器(31)的质量损失速率以调节所述实际粉体浓度，直至所述实际粉体浓度和所述预设粉体浓度一致。
9.根据权利要求8所述的通用型气溶胶粉体标定浓度测试方法，其特征在于，所述实际粉体浓度的计算方法包括以下步骤：
获取第一流量计气体流量信号Qa、第二流量计气体流量信号Qb、除尘风机气体流量信号Qf和质量损失速率M；
计算所述实际粉体浓度C：
Figure FDA0003716134320000041
10.通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置的清洁方法，其特征在于，其应用于如权利要求7中所述的通用型气溶胶粉体标定浓度测试装置，所述清洁方法包括以下步骤：
S1.给除尘风机(14)预设一个标定运行时长，以其中一个堵孔连件(115)作为目标堵孔连件；
S2.将所述目标堵孔连件从所述L型流动管路取下，待除尘风机(14)工作一个所述标定运行时长后，将所述目标堵孔连件复位；
S3.判断所述目标堵孔连件是否复位成功；
S4.当所述目标堵孔连件复位成功时，则以一个预设的移动方向将所述目标堵孔连件相邻的堵孔连件(115)作为新的目标堵孔连件，返回步骤S2，直至所有的堵孔连件(115)作为所述目标堵孔连件且从所述L型流动管路的管壁上脱离所述标定运行时长后，停止清理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115970599A (zh) * 2022-12-13 2023-04-18 中国矿业大学 一种高精度带式粉尘发生器及其校准方法
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