CN209231157U - 一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，包括带电颗粒分离系统和不同极性带电颗粒质量收集测量系统。所述带电颗粒分离系统由带电颗粒分离器、屏蔽筒、高压电源、定时开关和气泵组成。所述不同极性带电颗粒质量收集测量系统由阳极静电吸附棉、阴极静电吸附棉、过滤棉和滤盒组成。所述带电颗粒分离器由阳极板和阴极板构成，阳极板外侧设有屏蔽筒，阳极板内侧设有阳极静电吸附棉，阴极板外侧设有阴极静电吸附棉，所述带电颗粒分离器底部连接滤盒，滤盒内安装过滤棉。本实用新型通过测量阳极静电吸附棉、阴极静电吸附棉及过滤棉上的带电颗粒质量来确定不同极性带电颗粒的占比。

Description

一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置

技术领域

本实用新型涉及空气净化领域，具体为一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置。

背景技术

雾霾天气是一种大气污染状态，尤其是PM2.5(空气动力学直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的"元凶"。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为"雾霾天气"。雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体；沙尘天气是指风将地面尘土、沙粒卷入空中，使空气混浊的天气现象。沙尘暴过程向大气排放大量的沙尘气溶胶，其中石英和黏土所占比例很高。这些有害物质吸入人体可造成嗽、胸闷、流涕、咽炎、鼻炎、支气管炎等症甚至引发各种癌症。这些空气污染天气危害巨大，我们必须加以研究以及治理。

近年来，人们发现雾霾颗粒和沙尘颗粒是带电的。例如： ErkkiLamminenet al.(2011)的研究指出，雾霾原有粒子在空气中近似呈电中性，而新排放或反应生成的粒子会因粒径大小、材料及生成方法的不同而带不同的电量，尤其是高温和碰撞会使粒子的带电量急剧增加。Harrison RG al.(2003)的研究指出，风沙流中大沙粒和小沙粒发生非对称摩擦引起沙粒带电。因此可以考虑使用静电除霾、除尘的方法制造静电除霾器和静电除尘器。但是在现阶段人们对于雾霾，沙尘暴等带电颗粒的带电机理以及它们带电颗粒正负带电比例的研究知之甚少。这样会限制和降低静电除霾和静电除尘的吸附效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，可以测量不同带电颗粒的带电占比，可以改进静电除霾技术的工艺流程，提高除霾除尘效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，包括带电颗粒分离系统和不同极性带电颗粒质量收集测量系统。所述带电颗粒分离系统由带电颗粒分离器、屏蔽筒、高压电源、定时开关和气泵五部分组成。所述不同极性带电颗粒质量收集测量系统由阳极静电吸附棉、阴极静电吸附棉、过滤棉和滤盒组成。所述带电颗粒分离器由阴极板和阳极板构成，两极板均由厚为0.2mm的铜箔卷成螺旋状，极板每层两侧均贴有绝缘薄膜以保证极板间不导电，共计五层，即两极板间的电压为外加高压电源电压的五倍。所述带电颗粒分离器的两极板间距50mm。所述阳极板内侧和阴极板外侧均布置静电吸附棉，所述带电颗粒分离器底部由滤盒连接成为一个整体，并在滤盒内安装过滤棉。本实用新型所述一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，通过电子天平测量静电吸附棉及过滤棉上的带电颗粒质量来确定不同带电颗粒的占比。

进一步地，所述带电颗粒分离器分为阴极板和阳极板两部分。其中阳极板为直径110mm，高为300mm的五层螺旋圆柱电极，阴极板为直径10mm，高为300mm的五层螺旋圆柱电极。阴极板和阳极板分别引出一根导线与高压电源连接。高压电源为中国恒博电气制造有限公司生产的HBL-152-1C型高压电源模块，输出电压1500v±10v，输出电流1mA。

进一步地，所述屏蔽筒与阳极板之间用绝缘泡沫隔开。屏蔽筒为直径130mm,高为300mm的圆柱状不锈钢板。整个电场发生装置位于屏蔽筒内，不受外界电场的影响且防止内部强电场造成安全隐患。

进一步地，所述带电颗粒分离器底部的滤盒和抽气管相连，抽气管与气泵相连。滤盒用以收集雾霾和灰尘颗粒的中性不带电颗粒。气泵所引出的导线与定时开关相连接。其中定时开关为中国德力西集团有限公司生产的KG316T型微电脑时控开关；气泵为中国极卡贸易有限公司生产的多功能抽气泵。滤盒中的过滤棉为美国3M公司 (Minnesota Miningand Manufacturing)生产。

进一步地，所述不同极性带电颗粒质量收集测量系统的静电吸附棉紧贴在阳极板和阴极板上用以吸附带负电和带正电的雾霾和粉尘颗粒。其中静电吸附棉为美国3M公司(Minnesota Mining and Manufacturing)生产。

进一步地，带正电、带负电和不带电的颗粒所占比例可以通过电子天平测量阴极静电吸附棉、阳极静电吸附棉和过滤棉增加的质量来计算。其中电子天平为中国华志科学仪器有限公司生产的HZY-B3000 电子天平，量程为3000g，精度为0.01g。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的具体实施方式示意图。

图1中：101-阳极板；102-阴极板；103-屏蔽箱；104-底部滤盒； 105-过滤棉；106-连接阴阳两极的导线；107-防雨帽；108-抽气管； 109-支架；110-底板；111-阳极静电吸附棉；112-阴极静电吸附棉。

图2中：1-一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置；2-高压电源；3-气泵；4-12V直流变压电源；5-定时开关；6-交流电源。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的仪器尺寸及实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据本实用新型实施例，设计了一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置。如图1所示，本实施例包括带电颗粒分离系统和不同极性带电颗粒质量收集测量系统两部分。本实施例的主体部分为带电颗粒分离系统，所述带电颗粒分离系统主要由阳极板101、阴极板102、屏蔽筒103以及高压电源、气泵、连接阴阳两极的导线106 和定时开关组成。所述屏蔽筒103有两层，内层同样贴绝缘薄膜，外层接地，中间填充绝缘泡沫。所述连接两极的导线106使极板产生匀强电场。

所述一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置具体实施步骤为：

首先，如图2所示，将抽气气泵与连接滤盒的抽气管连接；将 1500v直流电源模块的正负极分别与连接阳极板和阴极板的导线连接，在电源处连接用于设置仪器工作时间的定时开关；

其次，连接好各仪器后用热熔胶对仪器各部分做固定处理，然后接通电源并用电压表检测电极间的电压是否为1500v，然后手动打开抽气泵检测仪器是否正常工作，检测一切正常后切断电源；

再次，将各仪器调试好后，用电子天平对静电吸附棉及过滤棉称重后记录数据，然后将静电吸附棉及过滤棉分别安装在阴阳极和过滤盒中，最后根据需要设置定时开关开始工作和结束工作的时间；

再次，待仪器结束工作后将静电吸附棉及过滤棉拆除(注意拆除过程不要产生振动防止吸附的颗粒物掉落影响测量结果)，并用电子天平对其称重后记录数据。

最后，用吸附后的静电吸附棉及过滤棉质量减去吸附前的得到不同电极上吸附的颗粒物质量，其中阳极吸附带负电颗粒，阴极吸附带正电颗粒，过滤棉上吸附电中性颗粒，然后计算不同极性带电悬浮颗粒所占总质量的百分比。

综上所述，本实用新型上述实施例的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，包括带电颗粒分离系统和不同极性带电颗粒质量收集测量系统。所述带电颗粒分离系统由带电颗粒分离器、屏蔽筒、高压电源、定时开关和气泵五部分组成。所述不同极性带电颗粒质量收集测量系统由阳极静电吸附棉、阴极静电吸附棉、过滤棉和滤盒组成。所述带电颗粒分离器由阴极板和阳极板构成，两极板均由厚为 0.2mm的铜箔卷成螺旋状，极板每层两侧均贴有绝缘薄膜以保证极板间不导电，共计五层，即两极板间的电压为外加高压电源电压的五倍。所述带电颗粒分离器的两极板间距50mm。所述阳极板内侧和阴极板外侧均布置静电吸附棉，所述带电颗粒分离器底部由滤盒连接成为一个整体，并在滤盒内安装过滤棉。本实用新型所述一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的系统，通过电子天平测量静电吸附棉及过滤棉上的带电颗粒质量来确定不同带电颗粒的占比。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于：包括带电颗粒分离系统和不同极性带电颗粒质量收集测量系统；

所述带电颗粒分离系统由带电颗粒分离器、屏蔽筒、高压电源、定时开关和气泵五部分组成；

所述带电颗粒分离器由阴极板和阳极板构成，两极板均由厚为0.2mm的铜箔卷成螺旋状，极板每层两侧均贴有绝缘薄膜以保证极板间不导电，共计五层，即两极板间的电压为外加高压电源电压的五倍，所述屏蔽筒由两个厚为1mm的同心不锈钢圆筒组成，两圆筒间距10mm，并用绝缘泡沫隔开，且外筒接地，以防止内部高压极板产生的感应电压对人或外界环境造成伤害；

所述不同极性带电颗粒质量收集测量系统由阳极静电吸附棉、阴极静电吸附棉、过滤棉和滤盒组成，所述阳极静电吸附棉置于阳极板内侧，所述阴极静电吸附棉置于阴极板外侧，所述滤盒将带电颗粒分离器连接成为一个整体，并在滤盒内安装过滤棉，所述滤盒通过抽气管与气泵相连；

所述带电颗粒分离器和屏蔽筒均为同心圆筒结构，且两者之间间隔10mm，从阴极板和阳极板引出的导线直接与高压电源相连，高压电源与12V直流变压电源相连，连接滤盒的抽气管与气泵相连，气泵和12V直流变压电源并联后与定时开关相连。

2.根据权利要求1所述的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于，由带电颗粒分离系统和不同极性带电颗粒质量收集测量系统组成，所述带电颗粒分离系统底部有过滤盒，且屏蔽筒内贴有绝缘薄膜，整个电场发生装置位于屏蔽筒内，不受外界电场的影响且防止内部强电场造成安全隐患。

3.根据权利要求1所述的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于，所述带电颗粒分离系统阳极板为直径110mm，高为300mm的五层螺旋圆柱电极，阴极板为为直径10mm，高为300mm的五层螺旋圆柱电极，极板每层之间均绝缘处理使每层均可作为独立的电极层，所以两电极间的总电场强度为五层电极的叠加值。

4.根据权利要求1所述的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于，所述不同极性带电颗粒质量收集测量系统中阳极静电吸附棉收集带负电颗粒，阴极静电吸附棉收集带正电颗粒，过滤棉上收集不带电颗粒。

5.根据权利要求1所述的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于，所述带电颗粒分离系统阴极板和阳极板通过引出的导线与高压电源相连接，高压电源与12V直流变压电源相连。

6.根据权利要求1所述的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于，所述气泵通过抽气管与滤盒相连，可以将空气中的带电颗粒吸入带电颗粒分离系统内。

7.根据权利要求1所述的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于，所述12V直流电源和气泵并联后与定时开关相连，可以实现多台仪器同时工作时通过设置每台仪器的工作时间来实现无人值守自动化工作。

8.根据权利要求1所述的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于，所述带电颗粒分离系统与所述不同极性带电颗粒质量收集测量系统固定于支架上，所述支架底部固定在底板上防止大风倾覆整个装置，所述支架顶部安装防雨帽，防止雨水进入仪器导致短路从而引发事故。

9.根据权利要求1所述的一种测定不同极性带电悬浮颗粒百分比的装置，其特征在于，所述系统各组成部分均可拆卸和安装，便于携带、运输和灰尘清理。