用于粉尘浓度监测装置的校准系统的制作方法

1.本实用新型涉及环境监测技术领域，具体涉及一种用于粉尘浓度监测装置的校准系统。


背景技术：

2.随着环境监测领域环境管理需求的变化，高密度的环境控制质量网格化监测系统被提出并在各地迅速开展网络建设工作，该网格化监测系统采用激光光散射原理技术实现对pm2.5/pm10的监测。国内随着大气pm2.5网格化监测工作的逐步推进，仪器公司纷纷推出各自的光散射颗粒物浓度监测仪。然而在使用该仪器测量颗粒物浓度时影响因素众多，包括环境温湿度、仪器计数效率、颗粒形状、折射率、密度、转换模型等。由于大气环境中颗粒物化学成分、粒径分布、环境温湿度随季节、气候、污染源的变换而经常发生改变，在使用光散射颗粒物监测仪测量大气颗粒物浓度时，需要对仪器进行校准，以保证测量数据的可靠性。
3.但是现有的光散射法粉尘浓度监测装置的校准系统也存在一些问题，例如：现有粉尘浓度校准装置和系统相对较小不能实现对粉尘浓度传感器、粉尘浓度监测装置进行批量统一校准。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于粉尘浓度监测装置的校准系统，其能够在较大的校准空间内，对实现对粉尘浓度监测装置进行批量校准，提高粉尘浓度监测装置的一致性和准确度。
5.基于上述目的，本技术提供的一种用于粉尘浓度监测装置的校准系统，包括：实验舱、发尘装置、粉尘过滤装置、待校准粉尘浓度监测装置和参照粉尘浓度监测装置；
6.所述实验舱的舱壁上开设至少一个尘源进气口；
7.所述发尘装置的出气口通过管道与所述尘源进气口连通，用以将粉尘通过所述尘源进气口输入至所述实验舱内；
8.所述粉尘过滤装置设置在所述实验舱的内部，用于降低实验舱内的粉尘浓度；
9.至少一台所述待校准粉尘浓度监测装置和参照粉尘浓度监测装置分别设置在所述实验舱内，用于分别采集所述实验舱内的颗粒物浓度，并将采集到的颗粒物浓度数据通过无线通信方式上传至数据分析平台。
10.进一步地，还包括控制装置，所述控制装置与粉尘过滤装置电连接。
11.进一步地，所述粉尘过滤装置至少能够过滤0.3um以上的颗粒物，使所述实验舱内的背景颗粒物浓度低于10ug/m3。
12.进一步地，所述实验舱内设置有可用于提升所述实验舱的内部湿度的加湿装置，所述加湿装置与所述控制装置电连接。
13.进一步地，所述实验舱内设置有可用于降低所述实验舱的内部湿度的除湿装置，
所述除湿装置与所述控制装置电连接。
14.进一步地，所述舱壁上设置有换气窗。
15.进一步地，所述实验舱内设置有用于使实验舱内部空气得到循环的气体循环装置，所述气体循环装置与所述控制装置电连接。
16.进一步地，所述实验舱的舱顶设置有空气搅动装置，用于产生涡流以使所述实验舱内部的粉尘浓度达到均匀状态。
17.进一步地，所述待校准粉尘浓度监测装置距离舱壁的距离大于0.5m，且待校准粉尘浓度监测装置的采样进气口相对实验舱的地面高度为0.5m-1m。
18.进一步地，多台所述待校准粉尘浓度监测装置的采样进气口之间的间距均为0.5-1m。
19.采用上述技术方案，本实用新型提供的用于粉尘浓度监测装置的校准系统，相比于现有技术，具有的技术效果有：
20.该校准系统中，包括实验舱，实验舱的内部具有较大的校准空间，可以容纳多个粉尘浓度监测装置进行同步校准，实验舱的舱壁上开设至少一个尘源进气口；发尘装置的出气口通过管道与尘源进气口连通，用以将不同类型的一种或者多种粉尘通过尘源进气口输入至实验舱内，以供监测使用；粉尘过滤装置设置在实验舱的内部，用于降低实验舱内的粉尘浓度，进而提升生产测试及校准的效率；至少一台待校准粉尘浓度监测装置和参照粉尘浓度监测装置分别设置在实验舱内，用于分别采集实验舱内的颗粒物的浓度，并将采集到的颗粒物浓度数据通过无线通信方式上传至数据分析平台，以供工作人员对多个粉尘浓度监测装置进行同步校准工作。
21.综上所述，本技术提供的校准系统，利用实验舱内的校准空间，能够实现对多台粉尘浓度监测装置进行批量校准，提高粉尘浓度监测装置的一致性和准确度。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
23.图1为本技术提供的用于粉尘浓度监测装置的校准系统的结构示意图。
24.图标：1、实验舱；2、待校准粉尘浓度监测装置；3、尘源进气口；4、发尘装置；5、粉尘过滤装置；6、加湿装置；7、除湿装置；8、控制装置；9、数据显示及监控装置；10、参照粉尘浓度监测装置；11、换气窗；12、气体循环装置；13、空气搅动装置。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.具体的，如图1所示，本技术实施例提供的一种用于粉尘浓度监测装置的校准系
统，包括：实验舱1、发尘装置4、粉尘过滤装置5、待校准粉尘浓度监测装置2和参照粉尘浓度监测装置10；
27.实验舱1的内部与外界封闭，实验舱1的内部作为校准空间进行使用；也即，为整个粉尘浓度监测装置提供可靠的密封测试场所；
28.实验舱1的舱壁上开设至少一个尘源进气口3；发尘装置4的出气口通过管道与尘源进气口3连通，用以将粉尘通过尘源进气口3输入至实验舱1内；尘源进气口3指的是发尘装置4产生的粉尘通过该尘源进气口3进入到实验舱1的内部；
29.优选地，实验舱1的仓壁可以设置4个尘源进气口3，当采用单一尘源测试时，可用快插堵头将其他三个尘源进气口3进行封堵，如需多个尘源混合测试时，将带有不同尘源的发尘装置4的出气口接到对应的尘源进气口3，以使不同类型的尘源均可以进入至实验舱1内部，供实验检测应用；
30.发尘装置4是指能够产生特定尘源的装置，尘源包括香烟烟雾、亚利桑那a1粉尘、亚利桑那a2粉尘、单分散聚苯乙烯小球、多分散聚苯乙烯小球等等。
31.粉尘过滤装置5设置在实验舱1的内部，用于降低实验舱1内的粉尘浓度；该粉尘过滤装置5可以采用现有的hepa空气净化器、活性炭空气净化器、电子空气净化器或者其他的工业净化器等；
32.实际应用时，粉尘过滤装置5要求至少能够过滤0.3um以上的颗粒物，其主要作用是降低实验舱1内的粉尘浓度，使实验舱1内的背景颗粒物浓度低于10ug/m3，提升生产测试及校准效率，以及实现实验舱内部的低背景浓度环境；
33.至少一台待校准粉尘浓度监测装置2和参照粉尘浓度监测装置10分别设置在实验舱1内，用于分别采集实验舱1内的颗粒物，并将采集到的浓度数据通过无线通信方式上传至数据分析平台。
34.其中，待校准粉尘浓度监测装置2是指粉尘浓度传感器或带有粉尘浓度传感器的监测装置；参照粉尘浓度监测装置10指高精度粉尘监测装置，如美国tsi8533和标准方法β射线方法监测粉尘浓度设备，作为待校准粉尘浓度监测装置的参照设备，该参照粉尘浓度监测装置10输出的数据作为计算室外比对相关系数以及示值误差的依据。
35.一个可选实施方案中，还包括控制装置8，控制装置8与粉尘过滤装置5电连接。
36.一个可选实施方案中，实验舱1内设置有加湿装置6，其与控制装置8电连接，通过控制装置8对加湿装置6的使用状态进行控制；加湿装置6包括但不限于超声波加湿器及湿帘加湿器，还可以采用其他加湿器进行替代。加湿装置6用于模拟特定相对湿度条件下，粉尘浓度监测装置的监测精度，以及为湿度补偿提供特定相对湿度。
37.一个可选实施方案中，实验舱1内设置有除湿装置7，除湿装置7与控制装置8电连接，通过控制装置8对除湿装置7的使用状态进行控制；除湿装置7可以采用现有技术中除湿机一类装置，用于在模拟高相对湿度条件下，测试或校准粉尘浓度监测装置后，通过除湿装置7快速降低实验舱1内部的相对湿度，进而达到目标相对湿度进行特定环境下的粉尘浓度监测和校准。
38.一个可选实施方案中，实验舱1内设置有温度调节装置，与控制装置8电连接，用于调节实验舱1内部的室温，以满足实验要求，温度调节装置可以根据实际情况采用空调及电暖气等设备。
39.一个可选实施方案中，本实施例提供的校准系统还包括数据显示及监控装置9，其分别与待校准粉尘浓度监测装置2和参照粉尘浓度监测装置10电连接。用于实时显示实验舱1内部的温湿度数据以及各粉尘浓度监测装置的测量数据等信息，以供工作人员参考。
40.一个可选实施方案中，舱壁上设置有换气窗11，用于参照粉尘浓度监测装置10为β射线设备条件时，通过打开换气窗11的方式采集室外空气，测量室外空气中粉尘浓度，实现参照粉尘浓度监测装置10与待校准粉尘浓度监测装置2之间的室外比对相关系数指标以及示值误差等指标。
41.一个可选实施方案中，实验舱1内设置有空气搅动装置13，空气搅动装置13采用搅动风扇，其通过连接件与实验舱的舱顶连接，用于产生涡流以使实验舱1内部的粉尘浓度达到均匀状态。
42.一个可选实施方案中，实验舱1内设置有气体循环装置12，其与控制装置8电连接，气体循环装置12采用循环风扇，用于配合搅动风扇使用，使实验舱1内部空气得到循环，将实验舱1内部的粉尘混合均匀。
43.实际检测应用时，将待校准尘浓度监测装置放置于实验舱1内，待校准粉尘浓度监测装置2距离舱壁的距离大于0.5m，待待校准粉尘浓度监测装置2的采样进气口相对实验舱1的地面高度为0.5m-1m；当采用多台待校准粉尘浓度监测装置2的校准时，每一台待校准粉尘浓度监测装置2的采样进气口的间距保持0.5m-1m；
44.参照粉尘浓度监测装置10放置于实验舱1内，以放置三台为例，三台参照粉尘浓度监测装置10设置在实验舱1的中部区域，并且三台参照粉尘浓度监测装置10的采样进气口的间距保持0.5m-1m，距离实验舱1的地面高度为0.5m-1m。
45.待校准粉尘浓度监测装置2和参照粉尘浓度监测装置10采集实验舱1内颗粒物，采集到的浓度数据通过无线通信方式上传至数据分析平台。
46.开启粉尘过滤装置5，净化实验舱1内部的空气，使实验舱1内部的背景颗粒物浓度低于10ug/m3，同时开启加湿装置6及温度调节装置，使实验舱1的内部温度和相对湿度达到规定的稳定状态；
47.当加湿装置6及温度调节装置检测到的颗粒物背景浓度降低到10ug/m3以下时，记录颗粒物背景浓度，关闭粉尘过滤装置5、加湿装置6及温度调节装置，启动气体循环装置12和空气搅动装置13，以使实验舱1内部的粉尘浓度达到均匀状态。
48.以香烟作为尘源为例，将标准香烟放入到发尘装置4中的烟雾燃烧器内，香烟烟雾出口通过特氟龙管连接尘源进气口3，进入到实验舱1的香烟烟雾被卷入搅动风扇搅拌所形成的的空气涡流中，观察实验舱1中参照粉尘浓度监测装置10pm2.5、pm10浓度达到一定量后，关闭烟雾燃烧器，搅拌风扇和循环风扇一直保持开启状态。
49.香烟烟雾会随时间自然沉降，此时待校准粉尘浓度监测装置2和参照粉尘浓度监测装置10分别得到相应粉尘浓度下降的曲线。如需提高批量待校准粉尘浓度监测装置2的校准效率，可以在实验舱1内的参照粉尘浓度监测装置10浓度达到一定量后，开启粉尘过滤装置5提升实验舱1内的粉尘浓度下降速度进而提升批量校准效率。
50.待校准粉尘浓度监测装置2和参照粉尘浓度监测装置10监测到的浓度数据上传到数据分析平台，数据分析平台参照设备的类型可以选择光散参照设备；数据分析平台会根据待校准粉尘浓度监测装置2和参照粉尘浓度监测装置10进行计算校准，进而达到对多台
待校准粉尘浓度监测装置2进行同时校准的目的。
51.需要说明的是，上述的数据分析平台的校准方法以及数据显示及监控装置属于现有技术范畴，本技术技术方案的改进点在于在实验舱1的内部通过上述各个现有设备模拟实验环境，进而实现对粉尘浓度监测装置进行批量校准，提高粉尘浓度监测装置的一致性和准确度。
52.采用本技术提供的用于粉尘浓度监测装置的校准系统，相比于现有技术，至少具有以下优点：
53.1、可以实现模拟不同浓度、不同尘源的环境，提高粉尘浓度监测装置的校准精度，同时，可以使粉尘浓度监测装置能够适应更复杂的环境空气监测场景；
54.2、可以实现对粉尘浓度监测装置进行批量校准工作，大幅提高的生产测试效率，有效降低人工成本。
55.3、可以实现同一批次不同粉尘浓度测量装置之间，以及不同批次不同粉尘浓度监测装置之间具有很高的相关性及准确度。
56.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。