粉尘采样器及使用该粉尘采样器的粉尘浓度标定装置

摘要

本发明涉及粉尘采样器及使用该粉尘采样器的粉尘浓度标定装置，粉尘采样器包括设置有气泵的采样管路，采样管路上串设有差压表和流量调节管路，流量调节管路上设置有流量计和流量调节阀。使用时将采样管路连接于风洞上，打开气泵，调节流量调节阀至粉尘浓度传感器的采样流量，同时调整风洞内部流速至差压表显示为零，此时风洞内的气流流速与采样管路内的流速相等，此时采样管路中的粉尘浓度与风洞内的粉尘浓度误差最小，该装置依据气流平衡原理设计，即当排气压力与吸气压力相等时管路的附加阻力最小，此时流量计显示为粉尘准确流量。

说明书

技术领域

本发明涉及粉尘采样器及使用该粉尘采样器的粉尘浓度标定装置。

背景技术

粉尘是指悬浮在空气中的微粒，大气中过多或过少的粉尘都将对环境产生灾难性的影响。在生产生活中，生产性粉尘是人类健康的天敌，是诱发多种疾病的主要原因之一，特别是煤矿粉尘，一方面严重危害工人的身体健康，致使工人患尘肺病，另一方面粉尘浓度过高还潜伏着爆炸的危险。每年因为粉尘灾害而造成的人员伤亡数量极大，给国家造成了巨大的经济损失。对此为了严格控制粉尘浓度，需要对粉尘浓度进行监测，常用的浓度监测设备为粉尘浓度传感器，粉尘浓度传感器的质量和准确性，是有效测量粉尘浓度的最大保证。常见的粉尘浓度传感器的标定方法是再风洞与粉尘浓度传感器同截面位置安装一个标准的粉尘采样器，粉尘采样器通过称重法测量风洞内的粉尘浓度，与粉尘浓度传感器的测量值进行比较，确定粉尘浓度传感器的标定准确性。然而现有的粉尘采样器无法保证风洞的流速与采样流速相同，因此导致粉尘采样器的流量计无法准确显示粉尘流量，导致粉尘浓度传感器无法准确标定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现流量计准确显示粉尘流量的粉尘采样器；本发明的目的还在于提供一种使用该粉尘采样器的粉尘浓度标定装置。

为了解决上述问题，本发明中粉尘采样器的技术方案为：

粉尘采样器，包括设置有气泵的采样管路，采样管路上串设有差压表和流量调节管路，流量调节管路上设置有流量计和流量调节阀。

所述流量调节管路包括并联设置的第一流量调节管路段和第二流量调节管路段，所述流量计包括设置于第一流量调节管路段上的第一流量计和设置于第二流量调节管路段上的第二流量计，所述流量调节阀包括设置于第一流量调节管路段上的第一流量调节阀和设置于第二流量调节管路段上的第二流量调节阀，第一流量计和第二流量计的检测范围不同。

第一流量调节管路、第二流量调节管路通过选择阀设置于所述采样管路上。

所述采样管路上还设置有滤膜。

所述采样管路上还串设有稳流箱，稳流箱包括箱体，箱体上设置有与所述箱体内腔连通的第一出气管、第二出气管和第三出气管，第二出气管具有轴线沿左右方向延伸的第二出气管直管段，第一出气管具有与第二出气管直管段连通并与第二出气管直管段垂直设置的第一出气管直管段，第三出气管具有与第三出气管直管段连通并与第三出气管直管段垂直设置的第三出气管直管段，第一出气管直管段与第三出气管直管段同轴线设置，第二出气管的出口端端口形成所述箱体的出气口。

箱体内设置有稳流结构，稳流结构包括沿左右方向间隔布置的第一金属网、第二金属网和第三金属网。

本发明中粉尘浓度标定装置的技术方案为：

粉尘浓度标定装置，包括风洞、粉尘浓度传感器和粉尘采样器，粉尘浓度传感器与所述风洞相连，粉尘采样器包括设置有气泵并与所述风洞相连的采样管路，采样管路上串设有差压表和流量调节管路，流量调节管路上设置有流量计和流量调节阀。

所述流量调节管路包括并联设置的第一流量调节管路段和第二流量调节管路段，所述流量计包括设置于第一流量调节管路段上的第一流量计和设置于第二流量调节管路段上的第二流量计，所述流量调节阀包括设置于第一流量调节管路段上的第一流量调节阀和设置于第二流量调节管路段上的第二流量调节阀，第一流量计和第二流量计的检测范围不同。

所述采样管路上还设置有滤膜。

所述采样管路上还串设有稳流箱，稳流箱包括箱体，箱体上设置有与所述箱体内腔连通的第一出气管、第二出气管和第三出气管，第二出气管具有轴线沿左右方向延伸的第二出气管直管段，第一出气管具有与第二出气管直管段连通并与第二出气管直管段垂直设置的第一出气管直管段，第三出气管具有与第三出气管直管段连通并与第三出气管直管段垂直设置的第三出气管直管段，第一出气管直管段与第三出气管直管段同轴线设置，第二出气管的出口端端口形成所述箱体的出气口。

本发明的有益效果为：使用时将采样管路连接于风洞上，打开气泵，调节流量调节阀至粉尘浓度传感器的采样流量，同时调整风洞内部流速至差压表显示为零，此时风洞内的气流流速与采样管路内的流速相等，此时采样管路中的粉尘浓度与风洞内的粉尘浓度误差最小，该装置依据气流平衡原理设计，即当排气压力与吸气压力相等时管路的附加阻力最小，此时流量计显示为粉尘准确流量。

进一步的，气流经过稳流箱后由第一、第二和第三出气管排出，由于第一出气管直管段与第三出气管直管段同轴线设置，因此从第一、第三出气管直管段排放出的气流流速相同、方向相反、频率相同，经过冲击叠加，扰动进一步的减小，为了防止频率叠加后增强而设置第二出气管直管段，第二出气管直管段起到阻隔作用，从而有效降低气流排出时的扰动问题。

附图说明

图1是本发明中粉尘浓度标定装置的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中粉尘采样器的结构示意图；

图3是图2中稳流箱的结构示意图；

图4是图3的右视图。

具体实施方式

粉尘浓度标定装置的实施例如图1~4所示：包括风洞13、粉尘浓度传感器14和粉尘采样器15，粉尘浓度传感器和粉尘采样器处于风洞的同截面位置处，这样有助于保证粉尘浓度传感器14和粉尘采样器15所处环境中的粉尘浓度一致。粉尘采样器包括设置有气泵15并通过采样头17与风洞相连的采样管路18，采样管路中顺次设置有滤膜、稳流箱41、差压表49、流量调节管路和气泵45，气泵为负压泵，其中流量调节管路上设置有流量计和流量调节阀，流量调节管路包括并联设置的第一流量调节管路段和第二流量调节管路段，第一流量调节管路段、第二流量调节管路段通过选择阀42设置于采样管路上，流量计包括设置于第一流量调节管路段上的第一流量计43和设置于第二流量调节管路段上的第二流量计44，流量调节阀包括设置于第一流量调节管路段上的第一流量调节阀46和设置于第二流量调节管路段上的第二流量调节阀47，第一流量计和第二流量计的检测范围不同，这样可以根据不同粉尘浓度传感器的流量检测范围来选择不同的流量调节管路段。为保证在小流量采样时，不会对气泵造成损坏，采样管路中还设置有泄压阀48，用于排气平衡管路流量。

稳流箱41包括箱体4，箱体的右侧板上设置有与箱体内腔连通的第一出气管、第二出气管和第三出气管，第二出气管具有轴线沿左右方向延伸的第二出气管直管段8，第一出气管具有与第二出气管直管段连通并于第二出气管直管段垂直设置的第一出气管直管段11，第三出气管具有与第二出气管直管段连通并与第二出气管直管段垂直设置的第三出气管直管段12，第一出气管直管段与第三出气管直管段同轴线设置，第二出气管的出口端端口形成箱体的出气口，出气口处设置有出气口阻尼片6。箱体的上盖板上设置有第一进气管1、第二进气管7和第三进气管2，第一进气管、第三进气管的进口端端口均与第二进气管连通，第二进气管的进口端端口形成箱体的进气口，进气口处设置有进气口阻尼片3。箱体内于进气口与出气口之间设置有稳流结构，稳流结构包括沿左右方向间隔布置的第一金属网9、第二金属网5和第三金属网10，第一金属网、第二金属网和第三金属网的网格尺寸为120目，第二金属网的下端与箱体底部之间设有间隙，本实施例中各金属网均为不锈钢网。

在对粉尘浓度传感器进行标定时如图1所示，在风洞的同一横截面上连接粉尘浓度传感器和粉尘采样器，保证粉尘浓度传感器14的取样管16进入风洞内的距离与粉尘采样器的采样管路进入风洞内的距离相同，根据粉尘浓度传感器的采样流量通过选择阀选择不同的流量调节管路段工作，打开气泵，调节对应流量调节阀至粉尘浓度传感器的采样流量，同时调整风洞内部流速至差压表显示为零，风洞开始发尘，待发尘稳定后打开粉尘浓度传感器开始采样并记录显示值，到规定时间后，关闭仪器，取出滤膜，称重后与粉尘浓度传感器显示值对比标定。稳流箱用于稳定气流消除气泵的扰动，进一步的提高标定准确性，流量调节阀调节流量，当差压表显示为零时，风洞内的气流流速与采样管路中的流速相等，此时采样的粉尘浓度与风洞内的粉尘浓度误差最小，可实现仪器的准确标定。气流在通过稳流箱时，先经进气口阻尼片稳流后，从第一、第二和第三进气管进入箱体内，箱体容积与进气量成一定比例，当有气流进入后并不能马上有气流排出，在产生足够压力克服箱体的阻力后才能有气体排出，气流进入后经第一、第二和第三金属网过滤，进一步稳流，这时达到排放压力的气流已经相当稳定，为了进一步稳定气流消除扰动，气流经第一、第二和第三出气管排出，并在出气口处设置出气口阻尼片，形成第三级稳流。经过此稳流箱稳流后，实测在设计流量的稳定度达到1.5~2.1%，可满足使用要求。排气方式为建压后自动排放，所以对于管路的排放阻力很小可以忽略。阻尼片采用聚氨酯泡沫，进气口阻尼片的密度大于出气口阻尼片的密度，安装时散入对于管路中，通过接口的螺栓压紧，使用一段时间后稳流效果差时拧下接口螺栓即可更换。在粉尘浓度标定装置的其它实施例中：进气管的个数还可以是一个两个或其它个数；各金属网的网格尺寸还可以是100目、150目或其它尺寸；金属网的个数也可以根据需要进行设置，比如说一个、两个或其它个数；进气管还可以设置于箱体的左侧板上；出气管还可以设置于箱体的顶板上；当然稳流箱和泄压阀还可以不设；流量调节管路段的个数还可以根据需要进行选择，比如说一个、三个或其它个数；第一、第二流量调节管路段也可以不通过选择阀设置于采样管路上，比如说分别在第一、第二流量调节管路上设置开关阀。