[发明专利]一种自动调节排放颗粒物稀释采样装置

摘要

本发明公开了一种自动调节排放颗粒物稀释采样系统，该系统包括稀释空气调节单元、稀释器单元、颗粒物采样单元、信号调理和采集单元。其中，稀释空气调节单元包括：高效颗粒物过滤净化器、限压阀、流量控制器、电加热器，用以调节稀释空气的流量和温度；稀释器单元是带保温材料的空气和采样气的停留室；颗粒物采样单元包括：光纤滤纸夹具和三通阀（仅当需要连接其他测试系统采集时使用）；信号调理和采集单元包括传感器采集、信号处理、数据采集卡、和PC LabVIEW数据采集与PID控制程序。本发明自动化程度高，滤纸采集实现颗粒物物理化学属性分析，还可与其他检测仪器（如SMPS，DMS500等）联用，适合对稀释条件要求严格的PM2.5测试场合。

主权项

一种自动调节排放颗粒物稀释采样装置，包括稀释单元、滤纸采样单元、信号处理与控制单元；稀释单元包括稀释器、限压阀、流量控制器和电加热器，稀释器设有尾气入口、空气进口，空气进口端通过电加热器连接流量控制器，流量控制器的另一端通过限压阀连接空气过滤器，稀释空气通过空气过滤器的另一端输入，依次通过限压阀、流量控制器和电加热器，进入稀释器，加热后的稀释空气与含PM2.5的待测样气进行混合，然后流入过滤器及其支架；流量控制器测量稀释空气流量，输出至信号处理箱，根据过滤器及其支架处的温度的目标值，电加热器将接受信号处理单元反馈的PID控制信号，实时调节加热器输出功率；根据设定的稀释比例目标值，流量控制器将接受信号处理单元反馈的PID控制信号，实时调节稀释空气的流量，稀释比例是通过采集的稀释空气流量信号和稀释后混合气流量信号计算得到的；滤纸采样单元包括过滤器及其支架、流量计和抽气泵，过滤器及其支架的一端通过三通阀连接稀释器的一端，另一端连接流量计，流量计通过高效颗粒物过滤净化器连接抽气泵；流量计测量过滤后的混合气质量流量，输出至信号处理箱，过滤器后的混合气接着流入高效颗粒物过滤净化器，混合气最后由抽气泵排出；过滤器及其支架与稀释器之间设有第一压力传感器和第二温度传感器，第一压力传感器测量过滤器入口压力，第二温度传感器测量过滤器入口温度，分别输入进信号处理箱；过滤器及其支架与流量计之间设有第二压力传感器，第二压力传感器测量过滤器出口压力，输入进信号处理箱；信号处理与控制单元包括信号处理箱、数据采集卡和PC；信号处理箱接收稀释空气质量流量信号、稀释空气温度信号、过滤器入口压力信号、过滤器出口压力信号、过滤器入口温度、过滤后混合气质量流量信号，将输入信号放大、转换为数据采集卡能够读取的信号模式，通过数据采集卡将上述信号输出至PC；PC根据稀释空气质量流量信号、稀释空气温度信号、过滤器入口温度、过滤后混合气质量流量信号以及过滤器及其支架处的温度的目标值、设定的稀释比例目标值，采用自调节PID控制逻辑，得到电加热器和质量流量控制器输出控制信号，控制信号输出至数据采集卡，数据采集卡将信号转换成模拟信号并输出至信号处理箱，信号处理箱对控制信号进行放大后，分别输出至质量流量控制器和电加热器，实时自动调节稀释温度和稀释比例。