CN219369496U - 霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统 - Google Patents

Abstract

一种霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，该系统包括离子浓度测量装置，用于测量输入的一次污染物颗粒中带电离子的浓度；静电吸附装置包括屏蔽箱、至少两片金属极板和高压电源；该屏蔽箱的一侧与离子浓度测量装置通过管道连通，金属极板设置于该屏蔽箱内部，高压电源为金属极板供电使其极板间产生磁场，以使从离子浓度测量装置输送过来的一次污染物颗粒中的带电颗粒静电吸附在金属极板上；带电颗粒占比测量装置与静电吸附装置的另一侧通过管道连通，用于测量静电吸附后的一次污染物颗粒中带电离子的浓度，从而能够根据静电吸附前后的离子浓度变化确定一次排放污染物颗粒的带电性质。

Description

霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统

技术领域

本实用新型涉及气象监测和信息通信技术领域，特别涉及一种霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统。

背景技术

一次排放污染物是指从排放源直接排放到大气环境中的液态或固态颗粒物，是霾颗粒系统中的一个重要组成部分。

一次排放污染物是颗粒状态，而霾系统中的霾颗粒通常为带电颗粒，利用霾颗粒带电的性质可以对霾事件进行预警，还可以对霾污染颗粒进行减排。比如，通过在霾事件到达前对电场强度进行监测能够对霾事件进行预测；再比如，对带电的霾颗粒进行吸附能够达到污染物减排的目的。然而，由于实际中一次排放污染物颗粒的带电性质较难进行准确地测量，从而导致霾事件预警和霾污染物颗粒的减排效果较差。

实用新型内容

有鉴于此，针对以上不足，有必要提出一种能够对霾电性质进行准确测量的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，从而提升霾事件预警的准确性，以及对霾污染颗粒进行减排的效果。

一种霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，该系统包括：离子浓度测量装置、静电吸附装置和带电颗粒占比测量装置；

所述离子浓度测量装置，用于测量输入的一次污染物颗粒中带电离子的浓度；

所述静电吸附装置包括屏蔽箱、至少两片金属极板和高压电源；该屏蔽箱的一侧与所述离子浓度测量装置通过管道连通，金属极板设置于该屏蔽箱内部，高压电源为金属极板供电使其极板间产生磁场，以使从所述离子浓度测量装置输送过来的一次污染物颗粒中的带电颗粒静电吸附在金属极板上；

所述带电颗粒占比测量装置与所述静电吸附装置的另一侧通过管道连通，用于测量静电吸附后的一次污染物颗粒中带电离子的浓度，以根据静电吸附前后的离子浓度变化确定一次排放污染物颗粒的带电性质。

优选的，所述离子浓度测量装置包括：第一实验腔、第一正离子测量仪、第一负离子测量仪、第一入口管道、第一出口管道、气泵和第一数据采集器；

所述第一正离子测量仪和所述第一负离子测量仪均设置于所述第一实验腔内部，并与外部放置的第一数据采集器连接，用以测量静电吸附前的正电离子和负电离子的浓度；

所述第一入口管道的一端与所述第一实验腔的一侧连通，另一端与所述气泵连接，以通过气泵将污染物颗粒输送至第一实验腔内；

所述第一出口管道的一端与所述第一实验腔的另一侧连通，另一端与所述静电吸附装置连通。

优选的，所述第一实验腔与第一气溶胶浓度测量仪的进气管相连，用以测量静电吸附前的气溶胶浓度。

优选的，所述第一实验腔内固定有温湿度测量仪，用于测量第一实验腔内的温湿度变化。

优选的，所述第一实验腔内固定有空间电场测量仪的探头，用以测量实验腔内的电场强度。

优选的，所述屏蔽箱的底部设置有固定板，该固定板上设置有若干个固定卡槽，每一个金属极板的一端均插入一个固定卡槽中进行固定；所述高压电源与所述固定板连接。

优选的，所述带电颗粒占比测量装置包括：第二实验腔、第二正离子测量仪、第二负离子测量仪、第二入口管道和第二数据采集器；

所述第二正离子测量仪和所述第二负离子测量仪均设置于所述第二实验腔内部，用以测量静电吸附后的正电离子和负电离子的浓度；

所述第二入口管道的一端与所述静电吸附装置连通，另一端与所述第二实验腔的一侧连通；

所述第二数据采集器分别与所述第二正离子测量仪和第二负离子测量仪连接，用以采集测量数据。

优选的，所述第二实验腔的内部还插有第二气溶胶浓度测量仪的进气管，用以测量静电吸附后的气溶胶浓度。

优选的，所述带电颗粒占比测量装置还包括第二出口管道和抽风机；

所述第二出口管道的一端与所述第二实验腔的另一侧连通，另一端与所述抽风机连接，用于在测量开始前通过抽风机将测量系统内的污染物颗粒排除干净。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例提供的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统中，通过离子浓度测量装置可以初次测量污染物颗粒中带电离子的浓度，然后将污染物通入静电吸附装置中，通过静电吸附装置能够吸附污染物中的带电颗粒，最后在利用带电颗粒占比测量装置测量静电吸附后的带电离子的浓度，从而依据静电吸附前后离子浓度的变化可以准确地确定其带电性质，进而提升霾事件预警的准确性，以及对霾污染颗粒进行减排的效果。

附图说明

图1为实施例提供的一种霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统的示意图；

图2为实施例提供的一种离子浓度测量装的示意图；

图3为实施例提供的一种静电吸附装置的示意图；

图4为实施例提供的一带电颗粒占比测量装置的示意图；

图中：离子浓度测量装置10、第一实验腔101、第一正离子测量仪102、第一负离子测量仪103、第一入口管道104、第一出口管道105、气泵106、第一数据采集器107、第一气溶胶浓度测量仪108、温湿度测量仪109、电场测量仪110，静电吸附装置20、屏蔽箱201、金属极板202、高压电源203、固定板204、固定卡槽205，带电颗粒占比测量装置30、第二实验腔301、第二正离子测量仪302、第二负离子测量仪303、第二入口管道304、第二数据采集器305、第二气溶胶浓度测量仪306、第二出口管道307、抽风机308。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，该系统可以包括：离子浓度测量装置10、静电吸附装置20和带电颗粒占比测量装置30；

离子浓度测量装置10，用于测量输入的一次污染物颗粒中带电离子的浓度；

静电吸附装置20包括屏蔽箱201、至少两片金属极板202和高压电源203；该屏蔽箱201的一侧与离子浓度测量装置10通过管道连通，金属极板202设置于该屏蔽箱201内部，高压电源203为金属极板202供电使其极板间产生磁场，以使从离子浓度测量装置10输送过来的一次污染物颗粒中的带电颗粒静电吸附在金属极板202上；

带电颗粒占比测量装置30与静电吸附装置20的另一侧通过管道连通，用于测量静电吸附后的一次污染物颗粒中带电离子的浓度，以根据静电吸附前后的离子浓度变化确定一次排放污染物颗粒的带电性质。

本实施例中，静电吸附装置20安装在离子浓度测量装置10和带电颗粒占比测量装置30之间，静电吸附装置20中通过供电使金属极板202间形成磁场，如此带电颗粒在经过静电吸附装置20时会被吸附在金属极板202上，从而导致离子浓度测量装置10和带电颗粒占比测量装置30所测量的带电离子的浓度产生变化，依据该带电粒子浓度的变化实现对一次排放污染物颗粒的带电性质的准确测量，进而提升霾事件预警的准确性，以及对霾污染颗粒进行减排效果的目的。

参见图2，在一种实施例中，离子浓度测量装置10还可以进一步包括：第一实验腔101、第一正离子测量仪102、第一负离子测量仪103、第一入口管道104、第一出口管道105、气泵106和第一数据采集器107；

第一正离子测量仪102和第一负离子测量仪103均设置于第一实验腔101内部，并与外部放置的第一数据采集器107连接，用以测量静电吸附前的正电离子和负电离子的浓度；

第一入口管道104的一端与第一实验腔101的一侧连通，另一端与气泵106连接，以通过气泵106将污染物颗粒输送至第一实验腔101内；

第一出口管道105的一端与第一实验腔101的另一侧连通，另一端与静电吸附装置20连通。

本实用新型实施例中，利用实验腔内设置的第一正离子测量仪102和第一负离子测量仪103可以测量出吸附前污染物颗粒中带正电和带负电离子的浓度，进而根据吸附后的测量确定污染物颗粒的带电性质。此外，本实施例中通过气泵106能够将污染物颗粒输送到第一实验腔101内，而且可以保证污染物颗粒在测量系统内的流动。

正离子浓度测量仪可以为DLY-5G型空气离子浓度测量仪，负离子浓度测量仪可以为便携式空气负离子检测仪。

参见图2，在一种实施例中，第一实验腔101可以与第一气溶胶浓度测量仪108的进气管相连，用以测量静电吸附前的气溶胶浓度。本实施例中，还可以考虑在第一实验腔101内设置第一气溶胶浓度测量仪108，如此可以测量静电吸附前气溶胶的浓度，进而结合静电吸附后的气溶胶浓度的测量结果可以确定出污染物颗粒中带电颗粒的占比。

气溶胶浓度测量仪可以为TSI8530台式粉尘仪。

参见图2，在一种实施例中，第一实验腔101内还可以固定有温湿度测量仪109，用于测量第一实验腔101内的温湿度变化。

温湿度测量仪109可以为HMP155温湿度传感器。

参见图2，在一种实施例中，第一实验腔101内还可以固定有空间电场测量仪110的探头，用以测量实验腔内的电场强度。

本实用新型实施例中通过在第一实验腔101内设置温湿度测量仪109、电场测量仪110等，可以测量污染物颗粒所处环境的温湿度和电场强度等环境参量，进而能够根据环境参量和霾颗粒带电性质的测量结果，构建其之间的关联。

空间电场测量仪110可以为振簧式电场仪。

参见图3，在一种实施例中，屏蔽箱201的底部设置有固定板204，该固定板204上设置有若干个固定卡槽205，每一个金属极板202的一端均插入一个固定卡槽205中进行固定；高压电源203与固定板204连接。

本实用新型实施例中，通过固定卡槽205将金属极板202插在屏蔽箱201内部，可以保证金属板的稳定性。此外，高压电源203与固定板204连接，可以通过固定板204使金属极板202之间形成磁场，而且通过控制卡槽之间的间距可以控制金属极板202之间的间距，从而确定所形成磁场的强度，为有效吸附带电离子提供保障。

参见图4，在一种实施例中，带电颗粒占比测量装置30包括：第二实验腔301、第二正离子测量仪302、第二负离子测量仪303、第二入口管道304和第二数据采集器305；

第二正离子测量仪302和第二负离子测量仪303均设置于第二实验腔301内部，用以测量静电吸附后的正电离子和负电离子的浓度；

第二入口管道304的一端与静电吸附装置20连通，另一端与第二实验腔301的一侧连通；

第二数据采集器305分别与第二正离子测量仪302和第二负离子测量仪303连接，用以采集测量数据。

本实用新型实施例中，通过在第二实验腔301内设置第二正离子测量仪302和第二负离子测量仪303，能够测量静电吸附后的正电离子和负电离子的浓度，进而结合吸附前所采集的离子浓度确定污染物颗粒中正负离子的比例。

比如，设静电吸附前第一实验腔101内测量得到的正离子和负离子的浓度分别为p_p,1和p_n,1，静电吸附后第二实验腔301内测量得到的正离子和负离子的浓度分别为p_p,2和p_n,2，则正离子和负离子比例β_p为:即利用该公式能够准确地得到一次排放污染物颗粒中正电离子和负电离子之间的比例这一电性质。

参见图4，在一种实施例中，第二实验腔301的内部还插有第二气溶胶浓度测量仪306的进气管，用以测量静电吸附后的气溶胶浓度。本实施例中，通过第二气溶胶浓度测量仪306能够测量静电吸附后的气溶胶浓度，从而结合静电吸附前的气溶胶浓度的测量结果，可以确定出带电霾颗粒的占比。

比如，设第一实验腔101内测量得到的气溶胶浓度c1，第二实验腔301内测量得到的气溶胶浓度c2，则带电霾颗粒所占比例α为：由于带电的颗粒在静电吸附装置20中会被吸附掉，因此利用该公式就可准确地计算得到带电的颗粒所占的比例。

参见图4，在一种实施例中，带电颗粒占比测量装置30还包括第二出口管道307和抽风机308；

第二出口管道307的一端与第二实验腔301的另一侧连通，另一端与抽风机308连接，用于在测量开始前通过抽风机308将测量系统内的污染物颗粒排除干净。

本实施例中，通过在第二实验腔301上设置第二出口管道307和抽风机308，能够在开始实验前将测量系统内的污染物颗粒排除干净，从而保证本次实验测量结果的准确性。或在每次实验结束后，利用抽风机308将系统内的污染物颗粒排净，保证下次实验结果的准确性。

在一种实施例中，上述各实施例中的仪器设备的实施过程可以依照如下实行：

1)开启气泵让污染物颗粒通过第一实验腔入口进入实验腔。入口与排放一次污染物颗粒的装置相连，气泵则是为了保证让排放源排放的一次污染物颗粒能够进入第一实验腔，同时还能够保证污染物颗粒在实验系统中的流动。

2)开启正、负离子浓度的测量仪器和测量各环境参量的仪器，对实验腔内的气溶胶浓度、温湿度、空间电场、正离子和负离子的浓度进行测量。根据离子浓度和气溶胶浓度则可以确定出正电离子与负电离子之间的比值，及污染物颗粒的荷质比。同时，可以建立起离子浓度及荷质比与气溶胶浓度、温度和湿度的关联。此外，还可以根据电场测量结果建立空间电场性质与污染物颗粒带电性质之间的关联。

3)开启静电吸附装置和带电颗粒占比测量装置中的仪器，测量得到通过静电吸附系统后的实验腔内正离子和负离子的浓度和气溶胶浓度。当污染物颗粒系统通过静电吸附系统，带电的污染物颗粒在静电力的作用下被静电吸附系统吸附，根据吸附前和吸附后的浓度对比可以确定出不带电颗粒与带电颗粒的比值。

4)实验结束后打开风机和阀门将实验腔中的雾霾气溶胶排除干净后方可进行下一次实验。

由上述各实施例可知，本方案提供的一种霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，可以对一次排放污染物颗粒中带电霾颗粒所占的比例、正离子和负离子所占的比例、气溶胶浓度和温湿度等进行全方位的准确测量，同时能够建立环境参量与气溶胶颗粒带电性质之间的关联，进而为霾事件的预警和霾污染物颗粒的减排提供指导。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，该系统包括：离子浓度测量装置、静电吸附装置和带电颗粒占比测量装置；

所述离子浓度测量装置，用于测量输入的一次污染物颗粒中带电离子的浓度；

所述静电吸附装置包括屏蔽箱、至少两片金属极板和高压电源；该屏蔽箱的一侧与所述离子浓度测量装置通过管道连通，金属极板设置于该屏蔽箱内部，高压电源为金属极板供电使其极板间产生磁场，以使从所述离子浓度测量装置输送过来的一次污染物颗粒中的带电颗粒静电吸附在金属极板上；

所述带电颗粒占比测量装置与所述静电吸附装置的另一侧通过管道连通，用于测量静电吸附后的一次污染物颗粒中带电离子的浓度，以根据静电吸附前后的离子浓度变化确定一次排放污染物颗粒的带电性质。

2.根据权利要求1所述的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，所述离子浓度测量装置包括：第一实验腔、第一正离子测量仪、第一负离子测量仪、第一入口管道、第一出口管道、气泵和第一数据采集器；

所述第一正离子测量仪和所述第一负离子测量仪均设置于所述第一实验腔内部，并与外部放置的第一数据采集器连接，用以测量静电吸附前的正电离子和负电离子的浓度；

所述第一入口管道的一端与所述第一实验腔的一侧连通，另一端与所述气泵连接，以通过气泵将污染物颗粒输送至第一实验腔内；

所述第一出口管道的一端与所述第一实验腔的另一侧连通，另一端与所述静电吸附装置连通。

3.根据权利要求2所述的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，所述第一实验腔与第一气溶胶浓度测量仪的进气管相连，用以测量静电吸附前的气溶胶浓度。

4.根据权利要求2所述的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，所述第一实验腔内固定有温湿度测量仪，用于测量第一实验腔内的温湿度变化。

5.根据权利要求2所述的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，所述第一实验腔内固定有空间电场测量仪的探头，用以测量实验腔内的电场强度。

6.根据权利要求1所述的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，所述屏蔽箱的底部设置有固定板，该固定板上设置有若干个固定卡槽，每一个金属极板的一端均插入一个固定卡槽中进行固定；所述高压电源与所述固定板连接。

7.根据权利要求1所述的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，所述带电颗粒占比测量装置包括：第二实验腔、第二正离子测量仪、第二负离子测量仪、第二入口管道和第二数据采集器；

所述第二正离子测量仪和所述第二负离子测量仪均设置于所述第二实验腔内部，用以测量静电吸附后的正电离子和负电离子的浓度；

所述第二入口管道的一端与所述静电吸附装置连通，另一端与所述第二实验腔的一侧连通；

所述第二数据采集器分别与所述第二正离子测量仪和第二负离子测量仪连接，用以采集测量数据。

8.根据权利要求7所述的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，所述第二实验腔的内部还插有第二气溶胶浓度测量仪的进气管，用以测量静电吸附后的气溶胶浓度。

9.根据权利要求7所述的霾系统中一次排放污染物颗粒的带电性质测量系统，其特征在于，所述带电颗粒占比测量装置还包括第二出口管道和抽风机；

所述第二出口管道的一端与所述第二实验腔的另一侧连通，另一端与所述抽风机连接，用于在测量开始前通过抽风机将测量系统内的污染物颗粒排除干净。