CN115931682A - 一种滤料动态性能测试仪及其测试方法 - Google Patents

Abstract

一种滤料动态性能测试仪及其测试方法，在底座一端上表面安装垂直脏气管道，垂直脏气管道的上端安装给粉平台，下端与集灰盒连接，在垂直脏气管道的侧面设置有观察窗，正对着观察窗的另一侧面与滤料夹持装置相接，且在垂直脏气管道上设置测压接口Ⅰ，测压接口Ⅰ设置在略高于滤料夹持装置的位置；在底座另一端的上表面安装电动往复装置，电动往复装置的上方安装水平净气管道，在水平净气管道的上方安装脉冲喷吹装置，喷吹管的下端伸入水平净气管道内；水平净气管道的一端与滤料夹持装置相接，另一端与橡胶软管相接；本发明可对滤料的过滤效率与过滤阻力进行测试，也可以用于测试清灰时间与清灰周期对滤料过滤效果的影响。

Description

一种滤料动态性能测试仪及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种滤料性能测试仪，具体是一种滤料动态性能测试仪及其测试方法，属于滤料测试设备技术领域。

背景技术

滤料是过滤式除尘器的核心，滤料的性能直接关系到除尘器的除尘效果。过滤式除尘器除尘过程主要包含过滤和清灰两个步骤。在过滤步骤中，滤料的过滤效率和过滤阻力是滤料的主要性能参数，也是滤料测试的主要内容。在清灰步骤中，清灰时间与清灰间隔也会对滤料的过滤效果产生影响，因此清灰时间与清灰间隔是滤料测试的重要内容。

现有的滤料性能测试仪一体化程度低，需要额外配备大量测量仪器，使得测试系统的体积较大，使用不方便；额外配备的测量仪器价格较高，使得测试系统的整体成本上升；并且测量仪器与滤料性能测试仪的协同性较差，使得测试系统调试困难，要求测试人员必须掌握各种仪器的使用方法，对测试人员的要求较高。现有的滤料性能测试仪还存在自动化程度低的问题，测试过程一旦开始，测试人员将不能离开，使得滤料性能的长时间连续测试存在困难。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种滤料动态性能测试仪及其测试方法，该测试仪能够对滤料的过滤效率和过滤阻力进行测试，同时能够检测不同清灰时间与清灰间隔对过滤效果的影响。

为了实现上述目的，本发明提供一种滤料动态性能测试仪，包括中空的长方体底座，在底座的右侧面和左侧面分别设置散热孔板Ⅰ和散热孔板Ⅱ，在底座背面的左下角设置电源开关和电源接口，所述电源接口右侧设有地线接口，在底座背面的右上角设置数据串口，在底座内部安装过滤器Ⅰ、风机Ⅰ、风机Ⅰ散热扇、风机Ⅰ驱动器、过滤器Ⅱ、风机Ⅱ、风机Ⅱ散热扇、风机Ⅱ驱动器、气泵、开关电源和控制主板；

在底座一端上表面安装垂直脏气管道，所述垂直脏气管道是一个两端开口的矩形管道，垂直脏气管道的上端安装给粉平台，下端与底座中的集灰盒连接，在垂直脏气管道的侧面设置有观察窗，正对着观察窗的另一侧面设有通孔，且在垂直脏气管道上设置有测压接口Ⅰ，所述测压接口Ⅰ设置在略高于通孔的位置；在底座另一端的上表面安装电动往复装置，所述电动往复装置的上方安装有水平净气管道，电动往复装置能够带动水平净气管道进行往复运动，在水平净气管道的上方安装有脉冲喷吹装置，脉冲喷吹装置的喷吹管的下端伸入水平净气管道内；水平净气管道的一端与滤料夹持装置相接，另一端与橡胶软管相接，所述滤料夹持装置依靠电动往复装置产生的压力固定于垂直脏气管道和水平净气管道之间，且滤料夹持装置与通孔密封适配安装；所述橡胶软管向下与过滤器Ⅰ连接，过滤器Ⅰ通过管道与风机Ⅰ的吸气口相接，所述风机Ⅰ的排气口正对着底座背面的出风口Ⅰ，所述风机Ⅰ的一侧安装有风机Ⅰ散热扇，且风机Ⅰ与风机Ⅰ驱动器相连，风机Ⅰ驱动器与控制主板连接；

所述集灰盒活动安装在底座内部，其能够方便的从底座中抽出，集灰盒与过滤器Ⅱ连接，过滤器Ⅱ通过管道与风机Ⅱ的吸气口相接，风机Ⅱ的排气口正对着底座背面的出风口Ⅱ，风机Ⅱ的一侧安装有风机Ⅱ散热扇，且风机Ⅱ与风机Ⅱ驱动器相连，所述风机Ⅱ驱动器与控制主板连接；

所述水平净气管道由金属圆管、快装卡箍、渐缩管、法兰Ⅱ组成，在金属圆管上设置有测压接口Ⅱ和测尘接口，法兰Ⅱ的一侧与金属圆管的一端相连，另一侧与滤料夹持装置相接，所述渐缩管通过快装卡箍连接在金属圆管的另一端；

所述测压接口Ⅰ接有橡胶管，橡胶管穿过底座上表面的测压管道孔Ⅰ后与压差传感器的高压接口端相接，测压接口Ⅱ接有橡胶管，橡胶管穿过底座上表面的测压管道孔Ⅱ后与压差传感器的低压接口端相接，所述压差传感器测量的压差值为滤料夹持装置前后的压差值；所述测尘接口接有橡胶管，橡胶管穿过底座上表面的测尘管道孔后与粒子计数器的进口端相接，粒子计数器的出口端与气泵进口端相接，所述气泵出口端与底座背面的气泵出气口相接，所述粒子计数器和压差传感器集成在控制主板上。

所述滤料夹持装置由丝扣、橡胶垫片Ⅰ、密封圈、法兰Ⅰ和橡胶垫片Ⅱ组成，所述丝扣能够旋进法兰Ⅰ中，待测滤料固定在丝扣和法兰Ⅰ之间。

所述脉冲喷吹装置还包括支架Ⅰ、单向阀、安全阀、气压表、储气罐、脉冲电磁阀，所述储气罐通过支架Ⅰ固定在水平净气管道上，储气罐内部存有一定压力的气体，所述气压表、单向阀和安全阀均安装在储气罐上，所述单向阀用于空压机与储气罐的连接，单向阀使空压机内的气流只能单向流入储气罐，所述喷吹管的下端伸入水平净气管道内，上端与脉冲电磁阀相连，所述脉冲电磁阀与储气罐相接，所述脉冲电磁阀将储气罐内的有压气转化为脉冲气流，脉冲气流通过喷吹管进入水平净气管道内，最终作用于滤料夹持装置所固定的滤料上。

所述电动往复装置包括步进电机、丝杆滑台、支架Ⅱ、定位板和光电传感器，所述步进电机为丝杆滑台提供动力，步进电机与安装在底座内部的步进电机驱动器相连，步进电机驱动器与控制主板相连，通过控制主板编程控制步进电机运行，步进电机驱动器对步进电机的运动速度进行调节，支架Ⅱ安装在丝杆滑台上，所述支架Ⅱ能够在丝杆滑台上滑动，所述支架Ⅱ上固定有水平净气管道，定位板固定安装在支架Ⅱ一侧，所述光电传感器与定位板安装在同侧，且水平净气管道和定位板跟随支架Ⅱ一同移动，所述光电传感器固定于底座上，不跟随支架Ⅱ移动，所述光电传感器通过感应与定位板间的距离来确定水平净气管道的移动距离。

在底座的正面安装显示器，所述显示器上显示有粒子计数器和压差传感器的实时测量值，所述风机Ⅰ和风机Ⅱ的流量值也显示在显示器上。

所述电源接口与开关电源相接，所述开关电源将外部输入的交流电转换为直流电，并向仪器内的用电元件供电。

所述控制主板与数据串口相连，所述数据串口用于连接外部计算机，所述脉冲电磁阀的开启时间与开启间隔可通过外部计算机进行设置，所述风机Ⅰ、风机Ⅱ和步进电机的运行参数也可以通过外部计算机进行调节，所述粒子计数器和压差传感器所采集的数据能够导入外部计算机进行储存和分析。

一种滤料动态性能测试仪的测试方法，包括以下步骤：

步骤一：将测试仪安装调试完成后，根据滤料夹持装置的尺寸将待测滤料裁剪为合适的尺寸，并将裁剪好的待测滤料固定在滤料夹持装置上；

步骤二：将单向阀与空压机连接，使储气罐内的气压达到测试所需的大小；

步骤三：将电源接口接上交流电，同时打开电源开关，通过数据串口将测试仪与外部计算机连接；

步骤四：通过外部计算机控制电动往复装置的移动距离，电动往复装置能够推动水平净气管道向垂直脏气管道移动，将所述滤料夹持装置固定在水平净气管道与垂直脏气管道的通孔之间；

步骤五：在外部计算机上设置脉冲喷吹装置的喷吹时间，选择脉冲喷吹装置的喷吹模式，喷吹模式分为定时喷吹和定压喷吹，定时喷吹模式下，所述脉冲电磁阀的开启间隔固定，开启间隔通过外部计算机上设置，定压喷吹模式下，所述脉冲电磁阀由压差传感器测量值的大小决定，当所述压差传感器的测量值大于外部计算机上预设的压力值时，脉冲电磁阀打开；

步骤六：打开风机Ⅰ，通过外部计算机调节风机Ⅰ的流量；

步骤七：根据测试需要，由给粉平台处接入浓度与流量适宜的尘源；

步骤八：打开风机Ⅱ，通过外部计算机调节风机Ⅱ的流量，使所述风机Ⅰ与风机Ⅱ的流量之和等于尘源流量，观察垂直脏气管道上端给粉平台的开口处是否有粉尘溢出，如果没有粉尘溢出，则进行步骤九，如果有粉尘溢出，则通过外部计算机缓慢上调风机Ⅱ的流量，直至给粉平台的开口处无粉尘溢出，进行步骤九；

步骤九：获取粒子计数器和压差传感器的测量数据，开始对待测滤料进行检测，具体步骤如下：

步骤①：尘源产生的粉尘在所述垂直脏气管道内与空气均匀混合，并在风机Ⅰ和风机Ⅱ的作用下向下流动，所述垂直脏气管道内粉尘浓度C₀为：

式中：C₀为垂直脏气管道内粉尘浓度，mg/m³；

m为尘源发尘量，mg/h；

Q₁为风机Ⅰ风量，m³/h；

Q₂为风机Ⅱ风量，m³/h；

步骤②：垂直脏气管道内的部分含尘气流在风机Ⅰ的作用下流向滤料夹持装置，经过固定在滤料夹持装置内的待测滤料过滤后进入水平净气管道，所述水平净气管道内的粉尘浓度C₁由粒子计数器测量得到，待测滤料的过滤效率η：

式中：η为待测滤料的过滤效率；

C₁为水平净气管道内粉尘浓度，mg/m³；

所述水平净气管道内的气流在风机Ⅰ的作用下通过橡胶软管流入过滤器Ⅰ内，经过滤器Ⅰ去除剩余粉尘后，通过出风口Ⅰ排到仪器外；

步骤③：所述垂直脏气管道内的剩余含尘气流在风机Ⅱ的作用下继续向下流动，气流中的部分粉尘在重力和惯性的作用下沉降在集灰盒内，剩余粉尘随气流进入过滤器Ⅱ内，去除剩余粉尘后的气流经出风口Ⅱ排到仪器外，所述集灰盒内的粉尘积聚过多会影响风机Ⅱ的正常运行，并且可能产生二次扬尘使得垂直脏气管道内的粉尘浓度不明，因此在时间较长的测试中需要及时清理所述集灰盒内沉积的粉尘；

步骤④：待测滤料的过滤阻力等价于垂直脏气管道和水平净气管道的压力差ΔP，ΔP的值通过压差传感器直接测量得到。

与现有技术相比，本发明通过在底座上安装两端开口的垂直脏气管道，垂直脏气管道的底端连接集灰盒，顶端连接用来安放尘源的给粉平台，在底座另一端的上表面安装电动往复装置，电动往复装置的上方安装水平净气管道，水平净气管道的一端与安装有待测滤料的滤料夹持装置相接，滤料夹持装置与垂直脏气管道的通孔相适配连接，垂直脏气管道与水平净气管道将由给粉平台流入的尘源分为两路，一路是通过垂直脏气管道进入集灰盒，另一路是通过待测滤料后进入水平净气管道，水平净气管道内的气流在风机Ⅰ的作用下通过橡胶软管流入过滤器Ⅰ内，经过滤器Ⅰ去除剩余粉尘后，通过出风口Ⅰ排到仪器外，在此过程中能够持续采集垂直脏气管道的粉尘浓度(垂直脏气管道的粉尘浓度根据尘源发生量以及风机Ⅰ的风量、风机Ⅱ的风量计算得出)和水平净气管道内的粉尘浓度，分别通过与压差传感器的高压接口连接的测压接口Ⅰ、与压差传感器的低压接口连接的测压接口Ⅱ的测量数据，能够得出压差传感器测量的压差值即为待测滤料前后的压差值，由此能够得出过滤过程中待测滤料的过滤效率和过滤阻力；由于滤料的过滤阻力主要由滤料自身阻力和粉尘沉积所产生的阻力组成，随着过滤的进行，粉尘沉积所产生的阻力会不断上升，致使过滤阻力过大，因此需要在过滤过程中对滤料进行清灰，本发明通过在水平净气管道的上方安装脉冲喷吹装置，脉冲喷吹装置的喷吹管的下端伸入水平净气管道内，脉冲喷吹装置可以自由设定清灰时间与清灰间隔，通过改变脉冲喷吹装置的喷吹时间和喷吹模式模拟不同清灰条件下滤料的滤尘效果，测试不同清灰时间和清灰间隔对滤料过滤效果的影响，能够进一步测试清灰参数对待测滤料过滤性能的影响；本发明使用高精度压差传感器代替各种测量仪器，缩小了设备体积，降低了操作难度；本发明测试参数的调节、测试数据的储存以及测试结果的分析都可以通过外接计算机来进行，降低了测试人员的工作量，使得滤料测试更加便捷。

附图说明

图1为本发明一种滤料动态性能测试仪的整体结构图；

图2为本发明一种滤料动态性能测试仪的整体结构后视图；

图3为本发明一种滤料动态性能测试仪底座的俯视图；

图4为本发明一种滤料动态性能测试仪底座的内部结构正视图；

图5为本发明一种滤料动态性能测试仪底座的内部结构左视图；

图6为本发明一种滤料动态性能测试仪的滤料夹持装置的结构示意图；

图7为本发明一种滤料动态性能测试仪的滤料夹持装置的剖面图；

图8为本发明一种滤料动态性能测试仪的脉冲喷吹装置的结构示意图；

图中：1、底座，2、垂直脏气管道，3、给粉平台，4、观察窗，5、滤料夹持装置，6、脉冲喷吹装置，7、水平净气管道，8、电动往复装置，9、橡胶软管，11、显示器，12、散热孔板Ⅰ，13、集灰盒，14、电源开关，15、电源接口，16、地线接口，17、气泵出气口，18、散热扇，19、数据串口，21、测压接口Ⅰ，51、丝扣，52、橡胶垫片Ⅰ，53、密封圈，54、法兰Ⅰ，55、橡胶垫片Ⅱ，56、待测滤料，61、支架Ⅰ，62、单向阀，63、安全阀，64、气压表，65、储气罐，66、脉冲电磁阀，67、喷吹管，71、金属圆管，72、测压接口Ⅱ，73、测尘接口，74、快装卡箍，75、渐缩管，76、法兰Ⅱ，81、步进电机，82、丝杆滑台，83、支架Ⅱ，84、定位板，85、光电传感器，110、出风口Ⅰ，111、出风口Ⅱ，112、散热孔板Ⅱ，113、气泵，114、粒子计数器，115、压差传感器，116、控制主板，117、穿线孔，118、过滤器Ⅰ，119、风机Ⅰ，120、风机Ⅰ散热扇，121、风机Ⅰ驱动器，122、过滤器Ⅱ，123、风机Ⅱ，124、风机Ⅱ散热扇，125、风机Ⅱ驱动器，126、步进电机驱动器，127、开关电源，128、测尘管道孔，129、测压管道孔Ⅰ，130、测压管道孔Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-图5所示，一种滤料动态性能测试仪，包括底座1，垂直脏气管道2，给粉平台3，观察窗4，滤料夹持装置5，脉冲喷吹装置6，水平净气管道7，电动往复装置8，所述底座1的正面安装有显示器11，所述底座1的右侧面和左侧面分别设置有散热孔板Ⅰ12和散热孔板Ⅱ112，散热孔板Ⅰ12和散热孔板Ⅱ112为设备散热；所述底座1背面的左下角设置有电源开关14和电源接口15，所述电源接口15右侧设有地线接口16，所述底座1背面的右上角设置有数据串口19，所述底座1背面中部设置有出风口Ⅰ110、出风口Ⅱ111、气泵出气口17和散热扇18，所述底座1的上表面设置有穿线孔117、测尘管道孔128、测压管道孔Ⅰ129和测压管道孔Ⅱ130，在底座1一端上表面安装垂直脏气管道2，所述垂直脏气管道2是一个两端开口的矩形管道，垂直脏气管道2的上端安装给粉平台3，下端与底座1中的集灰盒13连接，在垂直脏气管道2的侧面设置有观察窗4，正对着观察窗4的另一侧面设有通孔，且在垂直脏气管道2上设置有测压接口Ⅰ21，所述测压接口Ⅰ21设置在略高于通孔的位置；在底座1另一端的上表面安装电动往复装置8，所述电动往复装置8的上方安装有水平净气管道7，电动往复装置8能够带动水平净气管道7进行往复运动，在水平净气管道7的上方安装有脉冲喷吹装置6，脉冲喷吹装置6的喷吹管67的下端伸入水平净气管道7内；水平净气管道7的一端与滤料夹持装置5相接，另一端与橡胶软管9相接，所述滤料夹持装置5依靠电动往复装置8产生的压力固定于垂直脏气管道2和水平净气管道7之间，且滤料夹持装置5与通孔密封适配安装；所述橡胶软管9向下与过滤器Ⅰ118连接，过滤器Ⅰ118通过管道与风机Ⅰ119的吸气口相接，所述风机Ⅰ119的排气口正对着底座1背面的出风口Ⅰ110，所述风机Ⅰ119的一侧安装有风机Ⅰ散热扇120，且风机Ⅰ119与风机Ⅰ驱动器121相连，风机Ⅰ驱动器121与控制主板116连接；

所述水平净气管道7由金属圆管71、快装卡箍74、渐缩管75、法兰Ⅱ76组成，所述金属圆管71上设置有测压接口Ⅱ72和测尘接口73，所述法兰Ⅱ76一侧与金属圆管71相连，另一侧与滤料夹持装置5相接，所述渐缩管75通过快装卡箍74连接在金属圆管71的一侧。

如图1、图6和图7所示，所述滤料夹持装置5依靠电动往复装置8产生的压力固定于垂直脏气管道2和水平净气管道7之间，所述滤料夹持装置5由丝扣51、橡胶垫片Ⅰ52、密封圈53、法兰Ⅰ54和橡胶垫片Ⅱ55组成，所述丝扣51可旋进法兰Ⅰ54中，待测滤料56固定于丝扣51和法兰Ⅰ54之间，橡胶垫片Ⅰ52、密封圈53和橡胶垫片Ⅱ55均能够提高滤料夹持装置5连接和使用时的密封性能。

如图1、图2和图8所示，所述脉冲喷吹装置6由支架Ⅰ61、单向阀62、安全阀63、气压表64、储气罐65、脉冲电磁阀66、和喷吹管67组成，所述储气罐65通过支架Ⅰ61固定在水平净气管道7上，所述储气罐65存有一定压力的气体，所述气压表64、单向阀62和安全阀63安装在储气罐65上，所述单向阀62用于空压机与储气罐65的连接，所述单向阀62使空压机内的气流只能单向流入储气罐65，所述喷吹管67下端伸入水平净气管道7内，上端与脉冲电磁阀66相连，所述脉冲电磁阀66与储气罐65相接，所述脉冲电磁阀66将储气罐65内的有压气转化为脉冲气流，脉冲气流通过喷吹管67进入水平净气管道7内，最终作用于滤料夹持装置5所固定的滤料上。

如图1、图2和图3所示，所述电动往复装置8由步进电机81、丝杆滑台82、支架Ⅱ83、定位板84和光电传感器85组成，所述步进电机81为丝杆滑台82提供动力，所述步进电机81与步进电机驱动器126相连，步进电机驱动器126与控制主板116相连，通过控制主板116编程控制步进电机81运行，所述步进电机驱动器126对步进电机81的运动速度进行调节，所述丝杆滑台82上安装有支架Ⅱ83，所述支架Ⅱ83可在丝杆滑台82上滑动，所述支架Ⅱ83上固定有水平净气管道7，所述定位板84固定于支架Ⅱ83一侧，所述光电传感器85安装在定位板84同侧，所述水平净气管道7和定位板84跟随支架Ⅱ83一同移动，所述光电传感器85固定于底座1上，不跟随支架Ⅱ83移动，所述光电传感器85通过与感应定位板84的距离来确定水平净气管道7的移动距离。

所述测压接口Ⅰ21接有橡胶管，橡胶管穿过测压管道孔Ⅰ129后与压差传感器115的高压接口端相接，所述测压接口Ⅱ72接有橡胶管，橡胶管穿过测压管道孔Ⅱ130后与压差传感器115的低压接口端相接，所述压差传感器115测量的压差值为滤料夹持装置5前后的压差值，所述测尘接口73接有橡胶管，橡胶管穿过测尘管道孔128后与粒子计数器114进口端相接，粒子计数器114用来测量水平净气管道7内的粉尘浓度，所述粒子计数器114的出口端与气泵113进口端相接，所述气泵113出口端与气泵出气口17相接，所述粒子计数器114和压差传感器115集成在控制主板116上。

所述显示器11上显示有粒子计数器114和压差传感器115的实时测量值，所述风机Ⅰ119和风机Ⅱ123的流量值也显示在显示器11上。

所述电源接口15与开关电源127相接，所述开关电源127将外部输入的交流电转换为直流电，并向仪器内的用电元件供电。

所述控制主板116与数据串口19相连，所述数据串口19用于连接外部计算机，外部计算机为现有成熟智能计算机设备，所述脉冲电磁阀66的开启时间与开启间隔可通过外部计算机进行设置，所述风机Ⅰ119、风机Ⅱ123和步进电机81的运行参数也可以通过外部计算机进行调节，所述粒子计数器114和压差传感器115所采集的数据可导入外部计算机进行储存和分析。

一种滤料动态性能测试仪的测试方法，包括以下步骤：

步骤一：将测试仪安装调试完成后，根据所述滤料夹持装置5的尺寸将待测滤料56裁剪为合适的尺寸，并将裁剪好的待测滤料56固定在滤料夹持装置5上；

步骤二：将所述单向阀62与空压机连接，使储气罐65内的气压达到测试所需的大小；

步骤三：将所述电源接口15接上交流电，将所述电源开关14打开，通过所述数据串口19将测试仪与外部计算机连接；

步骤四：通过外部计算机控制所述电动往复装置8的移动距离，所述电动往复装置8推动水平净气管道7向垂直脏气管道2移动，将所述滤料夹持装置5固定在水平净气管道7与垂直脏气管道2的通孔之间；

步骤五：在外部计算机上设置所述脉冲喷吹装置6的喷吹时间，选择脉冲喷吹装置6的喷吹模式，喷吹模式分为定时喷吹和定压喷吹，定时喷吹模式下，所述脉冲电磁阀66的开启间隔固定，开启间隔通过外部计算机上设置，定压喷吹模式下，所述脉冲电磁阀66由所述压差传感器115测量值的大小决定，当所述压差传感器115的测量值大于外部计算机上预设的压力值时，脉冲电磁阀66打开；

步骤六：打开所述风机Ⅰ119，通过外部计算机调节风机Ⅰ119的流量；

步骤七：根据测试需要，从所述垂直脏气管道2上端的开口处接入浓度与流量适宜的尘源；

步骤八：打开所述风机Ⅱ123，通过外部计算机调节风机Ⅱ123的流量，使风机Ⅰ119与风机Ⅱ123的流量之和等于尘源流量，观察垂直脏气管道2上端开口是否有粉尘溢出，如果没有粉尘溢出，则进行下一步骤，如果有粉尘溢出，则通过外部计算机缓慢上调风机Ⅱ123的流量，直至垂直脏气管道2上端开口无粉尘溢出，进行下一步骤；

步骤九：获取粒子计数器114和压差传感器115的测量数据，开始对待测滤料进行检测；实施例1

将测试所需的设备调试连接完毕后，开始对滤料进行测试；

步骤①：尘源产生的粉尘在所述垂直脏气管道2内与空气均匀混合，并在风机Ⅰ119和风机Ⅱ123的作用下向下流动，所述垂直脏气管道2内粉尘浓度C₀为：

式中：C₀为垂直脏气管道内粉尘浓度，mg/m³；

m为尘源发尘量，mg/h；

Q₁为风机Ⅰ风量，m³/h；

Q₂为风机Ⅱ风量，m³/h；

步骤②：垂直脏气管道2内的部分含尘气流在风机Ⅰ119的作用下流向滤料夹持装置5，经过固定在滤料夹持装置5内的待测滤料56过滤后进入水平净气管道7，所述水平净气管道7内的粉尘浓度C₁由粒子计数器114测量得到，待测滤料56的过滤效率η：

式中：η为待测滤料的过滤效率；

C₁为水平净气管道内粉尘浓度，mg/m³；

所述水平净气管道7内的气流在风机Ⅰ119的作用下通过橡胶软管9流入过滤器Ⅰ118内，经过滤器Ⅰ118去除剩余粉尘后，通过出风口Ⅰ110排到仪器外；

步骤③：所述垂直脏气管道2内的剩余含尘气流在风机Ⅱ123的作用下继续向下流动，气流中的部分粉尘在重力和惯性的作用下沉降在集灰盒13内，剩余粉尘随气流进入过滤器Ⅱ122内，去除剩余粉尘后的气流经出风口Ⅱ111排到仪器外，所述集灰盒13内的粉尘积聚过多会影响风机Ⅱ123的正常运行，并且可能产生二次扬尘使得垂直脏气管道2内的粉尘浓度不明，因此在时间较长的测试中需要及时清理所述集灰盒13内沉积的粉尘；

步骤④：待测滤料56的过滤阻力等价于垂直脏气管道2和水平净气管道7的压力差ΔP，ΔP的值通过压差传感器115直接测量得到。

实施例2

滤料的过滤阻力主要由滤料自身阻力和粉尘沉积所产生的阻力组成。随着过滤的进行，粉尘沉积所产生的阻力会不断上升，致使过滤阻力过大，因此需要在过滤过程中对滤料进行清灰。

一种滤料动态性能测试仪，通过改变脉冲喷吹装置6的喷吹时间和喷吹模式模拟不同清灰条件下滤料的滤尘效果，测试不同清灰时间和清灰间隔对滤料过滤效果的影响。

所述脉冲喷吹装置6的喷吹时间可根据检测需要自由设置，本实施例中的喷吹时间设置为100ms。

所述脉冲喷吹装置6的喷吹模式分为定时喷吹和定压喷吹，定时喷吹模式下，所述脉冲电磁阀66的开启间隔固定，开启间隔通过外部计算机上设置，定压喷吹模式下，所述脉冲电磁阀66由所述压差传感器115测量值的大小决定，当所述压差传感器115的测量值大于外部计算机上预设的压力值时，脉冲电磁阀66打开，本实施例中喷吹模式选为定压喷吹，预设压力值为1500Pa。

所述储气罐65的压力可在0-0.8MPa之间调节，本实施例中储气罐65的压力确定为0.5MPa.

在测试过程中，所述待测滤料56自身阻力为P₁，由于粉尘吸附于滤料表面产生的阻力为P₂，过滤阻力ΔP等于P₁与P₂之和，随着粉尘在待测滤料56的表面与内积聚，使得过滤阻力ΔP增大，当ΔP≥1500Pa时，所述脉冲电磁阀66开启，将储气罐65内的高压气转化为脉冲气流，脉冲气流通过喷吹管67进入水平净气管道7内，最终作用于滤料夹持装置5所固定的滤料上，脉冲气流将吸附在待测滤料56上的粉尘吹落，使过滤阻力降低。

Claims (8)

1.一种滤料动态性能测试仪，包括中空的长方体底座(1)，在底座(1)的右侧面和左侧面分别设置散热孔板Ⅰ(12)和散热孔板Ⅱ(112)，在底座(1)背面的左下角设置电源开关(14)和电源接口(15)，所述电源接口(15)右侧设有地线接口(16)，在底座(1)背面的右上角设置数据串口(19)，其特征在于，在底座(1)内部安装过滤器Ⅰ(118)、风机Ⅰ(119)、风机Ⅰ散热扇(120)、风机Ⅰ驱动器(121)、过滤器Ⅱ(122)、风机Ⅱ(123)、风机Ⅱ散热扇(124)、风机Ⅱ驱动器(125)、气泵(113)、开关电源(127)和控制主板(116)；

在底座(1)一端上表面安装垂直脏气管道(2)，所述垂直脏气管道(2)是一个两端开口的矩形管道，垂直脏气管道(2)的上端安装给粉平台(3)，下端与底座(1)中的集灰盒(13)连接，在垂直脏气管道(2)的侧面设置有观察窗(4)，正对着观察窗(4)的另一侧面设有通孔，且在垂直脏气管道(2)上设置有测压接口Ⅰ(21)，所述测压接口Ⅰ(21)设置在略高于通孔的位置；在底座(1)另一端的上表面安装电动往复装置(8)，所述电动往复装置(8)的上方安装有水平净气管道(7)，电动往复装置(8)能够带动水平净气管道(7)进行往复运动，在水平净气管道(7)的上方安装有脉冲喷吹装置(6)，脉冲喷吹装置(6)的喷吹管(67)的下端伸入水平净气管道(7)内；水平净气管道(7)的一端与滤料夹持装置(5)相接，另一端与橡胶软管(9)相接，所述滤料夹持装置(5)依靠电动往复装置(8)产生的压力固定于垂直脏气管道(2)和水平净气管道(7)之间，且滤料夹持装置(5)与通孔密封适配安装；所述橡胶软管(9)向下与过滤器Ⅰ(118)连接，过滤器Ⅰ(118)通过管道与风机Ⅰ(119)的吸气口相接，所述风机Ⅰ(119)的排气口正对着底座(1)背面的出风口Ⅰ(110)，所述风机Ⅰ(119)的一侧安装有风机Ⅰ散热扇(120)，且风机Ⅰ(119)与风机Ⅰ驱动器(121)相连，风机Ⅰ驱动器(121)与控制主板(116)连接；

所述集灰盒(13)活动安装在底座(1)内部，其能够方便的从底座(1)中抽出，集灰盒(13)与过滤器Ⅱ(122)连接，过滤器Ⅱ(122)通过管道与风机Ⅱ(123)的吸气口相接，风机Ⅱ(123)的排气口正对着底座(1)背面的出风口Ⅱ(111)，风机Ⅱ(123)的一侧安装有风机Ⅱ散热扇(124)，且风机Ⅱ(123)与风机Ⅱ驱动器(125)相连，所述风机Ⅱ驱动器(125)与控制主板(116)连接；

所述水平净气管道(7)由金属圆管(71)、快装卡箍(74)、渐缩管(75)、法兰Ⅱ(76)组成，在金属圆管(71)上设置有测压接口Ⅱ(72)和测尘接口(73)，法兰Ⅱ(76)的一侧与金属圆管(71)的一端相连，另一侧与滤料夹持装置(5)相接，所述渐缩管(75)通过快装卡箍(74)连接在金属圆管(71)的另一端；

所述测压接口Ⅰ(21)接有橡胶管，橡胶管穿过底座(1)上表面的测压管道孔Ⅰ(129)后与压差传感器(115)的高压接口端相接，测压接口Ⅱ(72)接有橡胶管，橡胶管穿过底座(1)上表面的测压管道孔Ⅱ(130)后与压差传感器(115)的低压接口端相接，所述压差传感器(115)测量的压差值为滤料夹持装置(5)前后的压差值；所述测尘接口(73)接有橡胶管，橡胶管穿过底座(1)上表面的测尘管道孔(128)后与粒子计数器(114)的进口端相接，粒子计数器(114)的出口端与气泵(113)进口端相接，所述气泵(113)出口端与底座(1)背面的气泵出气口(17)相接，所述粒子计数器(114)和压差传感器(115)集成在控制主板(116)上。

2.根据权利要求1所述的一种滤料动态性能测试仪，其特征在于，所述滤料夹持装置(5)由丝扣(51)、橡胶垫片Ⅰ(52)、密封圈(53)、法兰Ⅰ(54)和橡胶垫片Ⅱ(55)组成，所述丝扣(51)能够旋进法兰Ⅰ(54)中，待测滤料(56)固定在丝扣(51)和法兰Ⅰ(54)之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种滤料动态性能测试仪，其特征在于，所述脉冲喷吹装置(6)还包括支架Ⅰ(61)、单向阀(62)、安全阀(63)、气压表(64)、储气罐(65)、脉冲电磁阀(66)，所述储气罐(65)通过支架Ⅰ(61)固定在水平净气管道(7)上，储气罐(65)内部存有一定压力的气体，所述气压表(64)、单向阀(62)和安全阀(63)均安装在储气罐(65)上，所述单向阀(62)用于空压机与储气罐(65)的连接，所述喷吹管(67)的上端与脉冲电磁阀(66)相连，所述脉冲电磁阀(66)与储气罐(65)相接。

4.根据权利要求3所述的一种滤料动态性能测试仪，其特征在于，所述电动往复装置(8)包括步进电机(81)、丝杆滑台(82)、支架Ⅱ(83)、定位板(84)和光电传感器(85)，所述步进电机(81)为丝杆滑台(82)提供动力，步进电机(81)与安装在底座(1)内部的步进电机驱动器(126)相连，步进电机驱动器(126)与控制主板(116)连接，支架Ⅱ(83)安装在丝杆滑台(82)上，所述支架Ⅱ(83)能够在丝杆滑台(82)上滑动，所述支架Ⅱ(83)上固定有水平净气管道(7)，定位板(84)固定安装在支架Ⅱ(83)一侧，所述光电传感器(85)与定位板(84)安装在同侧，且水平净气管道(7)和定位板(84)跟随支架Ⅱ(83)一同移动，所述光电传感器(85)固定于底座(1)上，所述光电传感器(85)通过感应与定位板(84)的之间距离来确定水平净气管道(7)的移动距离。

5.根据权利要求4所述的一种滤料动态性能测试仪，其特征在于，在底座(1)的正面安装显示器(11)，所述显示器(11)上显示有粒子计数器(114)和压差传感器(115)的实时测量值，所述风机Ⅰ(119)和风机Ⅱ(123)的流量值也显示在显示器(11)上。

6.根据权利要求4所述的一种滤料动态性能测试仪，其特征在于，所述电源接口(15)与开关电源(127)相接，所述开关电源(127)将外部输入的交流电转换为直流电，并向仪器内的用电元件供电。

7.根据权利要求4所述的一种滤料动态性能测试仪，其特征在于，所述控制主板(116)与数据串口(19)相连，所述数据串口(19)用于连接外部计算机，所述脉冲电磁阀(66)的开启时间与开启间隔可通过外部计算机进行设置，所述风机Ⅰ(119)、风机Ⅱ(123)和步进电机(81)的运行参数通过外部计算机进行调节，所述粒子计数器(114)和压差传感器(115)所采集的数据能够导入外部计算机进行储存和分析。

8.一种滤料动态性能测试仪的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将测试仪安装调试完成后，根据滤料夹持装置(5)的尺寸将待测滤料(56)裁剪为合适的尺寸，并将裁剪好的待测滤料(56)固定在滤料夹持装置(5)上；

步骤二：将单向阀(62)与空压机连接，使储气罐(65)内的气压达到测试所需的大小；

步骤三：将电源接口(15)接上交流电，同时打开电源开关(14)，通过数据串口(19)将测试仪与外部计算机连接；

步骤四：通过外部计算机控制电动往复装置(8)的移动距离，电动往复装置(8)能够推动水平净气管道(7)向垂直脏气管道(2)移动，将所述滤料夹持装置(5)固定在水平净气管道(7)与垂直脏气管道(2)的通孔之间；

步骤五：在外部计算机上设置脉冲喷吹装置(6)的喷吹时间，选择脉冲喷吹装置(6)的喷吹模式，喷吹模式分为定时喷吹和定压喷吹，定时喷吹模式下，所述脉冲电磁阀(66)的开启间隔固定，开启间隔通过外部计算机上设置，定压喷吹模式下，所述脉冲电磁阀(66)由压差传感器(115)测量值的大小决定，当所述压差传感器(115)的测量值大于外部计算机上预设的压力值时，脉冲电磁阀(66)打开；

步骤六：打开风机Ⅰ(119)，通过外部计算机调节风机Ⅰ(119)的流量；

步骤七：根据测试需要，由给粉平台(3)处接入浓度与流量适宜的尘源；

步骤八：打开风机Ⅱ(123)，通过外部计算机调节风机Ⅱ(123)的流量，使所述风机Ⅰ(119)与风机Ⅱ(123)的流量之和等于尘源流量，观察垂直脏气管道(2)上端给粉平台(3)的开口处是否有粉尘溢出，如果没有粉尘溢出，则进行步骤九，如果有粉尘溢出，则通过外部计算机缓慢上调风机Ⅱ(123)的流量，直至给粉平台(3)的开口处无粉尘溢出，进行步骤九；

步骤九：获取粒子计数器(114)和压差传感器(115)的测量数据，开始对待测滤料(56)进行检测，具体步骤如下：

步骤①：尘源产生的粉尘在所述垂直脏气管道(2)内与空气均匀混合，并在风机Ⅰ(119)和风机Ⅱ(123)的作用下向下流动，所述垂直脏气管道(2)内粉尘浓度C₀为：

式中：C₀为垂直脏气管道内粉尘浓度，mg/m³；

m为尘源发尘量，mg/h；

Q₁为风机Ⅰ风量，m³/h；

Q₂为风机Ⅱ风量，m³/h；

步骤②：垂直脏气管道(2)内的部分含尘气流在风机Ⅰ(119)的作用下流向滤料夹持装置(5)，经过固定在滤料夹持装置(5)内的待测滤料(56)过滤后进入水平净气管道(7)，所述水平净气管道(7)内的粉尘浓度C₁由粒子计数器(114)测量得到，待测滤料(56)的过滤效率η：

式中：η为待测滤料的过滤效率；

C₁为水平净气管道内粉尘浓度，mg/m³；

所述水平净气管道(7)内的气流在风机Ⅰ(119)的作用下通过橡胶软管(9)流入过滤器Ⅰ(118)内，经过滤器Ⅰ(118)去除剩余粉尘后，通过出风口Ⅰ(110)排到仪器外；

步骤③：所述垂直脏气管道(2)内的剩余含尘气流在风机Ⅱ(123)的作用下继续向下流动，气流中的部分粉尘在重力和惯性的作用下沉降在集灰盒(13)内，剩余粉尘随气流进入过滤器Ⅱ(122)内，去除剩余粉尘后的气流经出风口Ⅱ(111)排到仪器外，所述集灰盒(13)内的粉尘积聚过多会影响风机Ⅱ(123)的正常运行，并且可能产生二次扬尘使得垂直脏气管道(2)内的粉尘浓度不明，因此在时间较长的测试中需要及时清理所述集灰盒(13)内沉积的粉尘；

步骤④：待测滤料(56)的过滤阻力等价于垂直脏气管道(2)和水平净气管道(7)的压力差ΔP，ΔP的值通过压差传感器(115)直接测量得到。

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