[发明专利]一种快速测量采样器的切割效率的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及采样器的切割效率技术领域，具体涉及一种快速测量采样器的切割效率的系统及方法。

背景技术

切割器是采样器的一个重要组成部分，切割器的切割效率是采样器的一个重要参数，是影响采样器测量结果准确性的核心部分。国内对于切割器的切割效率的研究起步较晚，且针对切割器的切割特性的测量方法，国内尚未出现完善的技术和标准。

要测量切割器的切割效率需要对不同粒径的粒子进行透过率的测量，然后，通过拟合透过率——粒径曲线得到切割器的切割效率。

传统的切割器的切割效率的测量方法采用荧光光度法：通过振荡孔板气溶胶发生器发生单分散粒子，使用荧光光度计分别检出滤膜上收集的单分散粒子质量、切割器内部收集的切割器内表面上沉积的气溶胶质量和切割器内壁上吸附的气溶胶质量，通过计算得到切割器对不同单分散粒子的透过率，计算的算法如下式所示：

式中，P为气溶胶的透过率，M_filter为滤膜上收集的单分散粒子质量，M_cs为在切割器的收集表面上沉积的气溶胶质量，M_wall为切割器的内壁上吸附的气溶胶质量。

通过荧光光度法将计算得到的气溶胶透过率与粒径曲线进行拟合，即可得到切割器的切割效率。但采用荧光光度法需要精确测量经过切割器的气路溶胶粒子的质量，步骤繁琐，操作难度高，且无法实现实时在线测量，测量时间长。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种快速测量采样器的切割效率的系统，包括依次连接的气体干燥器、静电中和器、气溶胶分流器和切割器，其中，还包括气溶胶在线测量系统，气溶胶在线测量系统包括第一切换阀、用于对气流进行测量的在线测量装置和控制模块，第一切换阀分别与气溶胶分流器、切割器、在线测量装置和控制模块连接；控制模块设置成根据外部输入的切换信号，生成切换控制信号输出至第一切换阀，控制第一切换阀将气溶胶分流器与在线测量装置接通或将切割器与在线测量装置接通。在测量计算切割器的透过率的测试中，至少需要对八种标准粒子分别测量，采用传统的荧光光度法测量计算切割器的透过率时，由于气溶胶的浓度较低，测量每种粒径的标准粒子的质量需要采集24小时才可以进行称量，完成八种标准粒子的透过率测试至少需要2周，采用本发明快速测量系统，引入气溶胶在线测量系统，通过控制模块控制第一切换阀将气溶胶分流器与在线测量装置接通或将切割器与在线测量装置接通，由在线测量装置实时测量未通过切割器的上游气溶胶的浓度和对应的粒径或通过切割器的下游气溶胶的浓度和对应的粒径，无需准确测量上游气溶胶和下游气溶胶的质量，由测得的气溶胶浓度和对应的粒径可以得到切割器的透过率——粒径曲线，从而得到切割器的切割效率，操作步骤简化，由于不用进行标准粒子的采集，测量时间由原来的2周缩短至2小时，通过引入气溶胶在线测量系统，可以实现气溶胶浓度和对应的粒径的在线测量，实时获得测量数值，本发明的系统的设备装置简化，连接简易，结构紧凑，通过操作界面输入切换信号控制第一切换阀，操作快捷简单。

在一些实施方式中，其中，气溶胶分流器设置成包括第一分流气流输出口和第二分流气流输出口，第一分流气流输出口与第一切换阀的其中一个输入口连接，第二分流气流输出口与切割器的输入口连接，切割器的输出口与第一切换阀的另一输入口连接，第一切换阀的输出口与在线测量装置连接；其中，第一切换阀中包括有第一开关控制器，第一开关控制器根据控制模块输出的切换控制信号进行切换，将第一切换阀的与第一分流气流输出口连接的输入口与第一切换阀的输出口连通或者将第一切换阀的与切割器的输出口连接的输入口与第一切换阀的输出口连通。由此，控制模块通过外部输入的切换信号生成切换控制信号，以切换控制信号控制第一切换阀的第一开关控制器，实现第一分流气流输出口与在线测量装置接通、在线测量装置测量上游气溶胶的浓度和粒度或者切割器的输出口与在线测量装置接通、在线测量装置测量下游气溶胶的浓度和粒度，无需人手操作第一切换阀，操作简单快捷。