一种细颗粒物校准装置的制作方法

技术特征：
1.一种细颗粒物校准装置，其特征在于，包括：车载移动平台、车载重量法标准装置、气溶胶发生器；当进行线校准时，将细颗粒物校准装置移动到细颗粒物监测仪器工作现场，在线校准该细颗粒物自动监测仪器；其中，所述车载重量法标准装置用于校准细颗粒物自动监测仪器；所述细颗粒物自动监测仪器用于监测大气中的细颗粒物的浓度；所述车载重量法标准装置和所述气溶胶发生器设于所述车载移动平台内；所述细颗粒物自动监测仪器设于所述车载移动平台内；所述气溶胶发生器具有第一出气口和第二出气口；所述气溶胶发生器将同一环境空气样品通过第一出气口和第二出气口发射出去；所述车载重量法标准装置具有第一进气口；在线校准时，还包括设于第一进气口之后、与第一进气口预设距离的第一空白滤膜，所述气溶胶发生器的第一出气口连接于所述车载重量法标准装置的第一进气口；所述细颗粒物自动监测仪器具有第二进气口；在线校准时，还包括设于第二进气口之后、与第二进气口预设距离的第二空白滤膜，所述细颗粒物自动监测仪器的第二出气口连接于所述细颗粒物自动监测仪器的第二进气口。2.根据权利要求1所述的细颗粒物校准装置，其特征在于，所述细颗粒物自动监测仪器包括第二进气口、第二采样位；在线校准时，所述第二采样位用于放置第二空白滤膜，所述第二空白滤膜采集来自第二出气口的环境空气样品；所述车载重量法标准装置包括自动采样模块、平衡模块、测量模块和机械手模块；在线校准时，所述机械手模块串连车载重量法标准装置的采样模块、平衡模块及测量模块；以及所述机械手模块串连细颗粒物自动监测仪器的第一采样位、平衡模块及测量模块；所述自动采样模块包括第一进气口、第一采样位；所述第一采样位用于放置第一空白滤膜；在线校准时，所述第一进气口通向第一空白滤膜，获取第一进气口的环境空气样品；所述平衡模块包括多个平衡位；在线校准时，所述平衡位用于对各空白滤膜或各平衡尘膜进行恒重；所述测量模块包括高精度天平，所述高精度天平具有测量位；所述机械手在线校准时，所高精度天平用于称重恒重前的各空白滤膜、恒重后的各空白滤膜；以及称重恒重前的各尘膜、恒重后的各尘膜；所述机械手模块包括机械手；所述机械手在动作移动时串连各采样位、平衡位及测量位；通过机械手在各采样位、平衡位、测量位之间实现相应空白膜及尘膜的顺次转移。3.根据权利要求1所述的细颗粒物校准装置，其特征在于，还包括离子风去静电装置，所述离子风去静电装置采用离子风对第一尘膜去除静电，去除静电后的第一尘膜用于恒重和称重，所述第一尘膜是指第一空白滤膜在对气溶胶采样完毕后形成的尘膜。4.根据权利要求2所述的细颗粒物校准装置，其特征在于，所述采样模块还包括：采样切割器、管路器、真空泵、温湿度传感器、气压传感器、质量流量控制器、电磁比例阀；所述采样切割器的切割头设于第一进气口与第一空白滤膜之间；所述管路器连接于第一进气口、并通向第一进气口之后的第一空白滤膜；所述切割器、管路器、第一空白滤膜依次设置在自第一出气口射出的气溶胶流动路径上；所述真空泵采用气体平衡补偿的方法向所述车载重量法标准装置所在空间内抽取空气避免采样流量波动；
在环境空气样品流动方向上的第一滤膜前后设有气压传感器，通过气压传感器对第一空白滤膜以及采样后的滤膜的膜压进行实时监控；温湿度传感器设于上柜右孔板下侧，通过温度传感器实时采集车载重量法标准装置所在空间的气体温度、湿度，根据理想气体状态算式，对车载重量法标准装置所在空间的气体进行压力和温度、湿度的补偿计算，达到精确控制采样管路器内的流量恒定；所述质量流量控制器收集第一空白滤膜处的环境空气样品的瞬时流量，通过pid电路根据瞬时流量基于bp神经网络的模糊pid控制算法控制电磁比例阀调整第一进气口瞬时流量。5.根据权利要求2所述的细颗粒物校准装置，其特征在于，所述车载移动平台包括平台、上机柜、下机柜；所述下机柜置于车载移动平台之上，所述上机柜设于所述下机柜之上；所述上机柜、下机柜之间通过减震模块连接固定；所述减震模块包括自下至上依次连接的一级减震模块、二级减震模块、三级减震模块；所述减震模块用于将振动隔绝到所述上机柜之外；其中，所述振动包括车体、地基振动和气体采样时引起的振动；所述上机柜、所述下机柜分别具有工业铝型材搭建的整体框架、填充在铝型材整体框架内的保温层；其中，所述保温层为聚氨酯硬泡板；所述平衡模块、测量模块和机械手模块设于上机柜内；所述机械手、管路器集成到上机柜内；所述采样模块的真空泵和质量流量控制器集成到下机柜内；所述上机柜柜体侧壁均设有观察各采样位、平衡位、测量位及机械手的观察窗；所述上机柜内设有静压箱。6.根据权利要求5所述的细颗粒物校准装置，其特征在于，所述车载移动平台包括环境控制模块，环境控制模块包含温度控制模块、湿度控制模块、空气洁净模块，所述温度控制模块用于对上机柜的内部温度进行控制，将温度的平均值控制在预设温度内，且温度变化在
±
1℃范围内；所述湿度控制模块用于对上机柜的内部湿度进行控制，将相对湿度控制的预设平均值内，湿度的变化在
±
2.5％范围内；所述空气洁净模块净化空气，在所述通过气溶胶发生器将环境空气样品以气溶胶形式分两路向外发射之前，通过空气洁净模块将净化的空气均匀低速的从上机柜的柜体侧壁均流孔板进入到上机柜，对所述上机柜的内部环境进行一定时间的净化，将上机柜的内部环境的各种颗粒物浓度降到预设浓度范围之下；直至在线校准结束。7.根据权利要求1所述的细颗粒物校准装置，其特征在于，还包括自动平衡调节子系统，用于在路面不平时保持车辆正常平稳行驶，行驶终止时保持车载移动平台的平衡和稳定。8.根据权利要求2所述的细颗粒物校准装置，其特征在于，还包括恒重和称重单元，所述恒重和称重单元，具体用于：在所述通过气溶胶发生器将环境空气样品以气溶胶形式分两路以相同的恒定流量向外发射之前，对第一空白滤膜和第二空白滤膜分别进行称重；在得到第一尘膜后对第一尘膜称重得到第一尘膜的重量，将第一尘膜的重量与第一空白滤膜的重量之差作为附着在第一空白尘膜上的细颗粒物第一重量；在得到第二尘膜后对第二尘膜称重得到第二尘膜的重量，将第二尘膜的重量与第二空
白滤膜的重量之差作为附着在第二空白尘膜上的细颗粒物第二重量；其中，所述对空白滤膜进行称重，具体包括：通过机械手将空白滤膜放入滤膜存储架的平衡位，对空白滤膜进行平衡达到第一预设时间段，此时达到空白滤膜的第一次恒重；通过机械手将空白滤膜从平衡位移入高精度天平，通过高精度天平对空白滤膜称重得到重量m1；将空白滤膜移回滤膜存储架的平衡位，将空白滤膜进行平衡达到第二预设时间段，此时达到空白滤膜的第二次恒重；通过机械手将空白滤膜从平衡位移入高精度天平，通过高精度天平再次称量空白滤膜得到重量m2；其中，所述第二预设时间段小于所述第一预设时间段；计算空白滤膜的m1和m2的差值，判断空白滤膜的m1和m2的差值是否小于预设阈值，如果空白滤膜的m1和m2的差值不大于预设阈值，完成对该空白滤膜的称重，空白滤膜的重量为m1与m2的平均值；如果空白滤膜的m1和m2的差值大于预设阈值，则将重复将空白滤膜移回滤膜存储架的平衡位平衡预设时间后、自平衡位移入高精度天平位再次称重m3，直到m1与m3的差值不大于预设阈值，完成对该空白滤膜的称重，将m1与m3的平均值作为该空白滤膜的重量；所述对尘膜进行称重，具体包括：通过机械手将尘膜放入滤膜存储架的平衡位，对尘膜进行平衡达到第三预设时间段，此时达到尘膜的第一次恒重；通过机械手将尘膜从平衡位移入高精度天平，通过高精度天平对尘膜称重得到重量m1；将尘膜移回滤膜存储架的平衡位，将尘膜进行平衡达到第四预设时间段，此时达到尘膜的第二次恒重；通过机械手将尘膜从平衡位移入高精度天平，通过高精度天平再次称量尘膜得到重量m2；其中，所述第四预设时间段小于所述第三预设时间段；计算尘膜的m1和m2的差值，判断尘膜的m1和m2的差值是否小于预设阈值，如果尘膜的m1和m2的差值不大于预设阈值，完成对该尘膜的称重，尘膜的重量m1与m2的平均值；如果尘膜的m1和m2的差值大于预设阈值，则将重复将尘膜移回滤膜存储架的平衡位平衡预设时间后、自平衡位移入高精度天平位再次称重m3，直到m1与m3的差值不大于预设阈值，完成对该尘膜的称重，将m1与m3的平均值作为该尘膜的重量。9.根据权利要求2所述的细颗粒物校准装置，还包括流量控制板，所述流量控制板设于移动车载移动平台内，用于查看在线校准过程中产生的各种数据。10.根据权利要求2所述的细颗粒物校准装置，其特征在于，所述机械手是圆柱坐标型机器人，所述圆柱坐标型机器人不具有x轴轨道，具有预设强度的z轴，所述圆柱坐标型机器人的运行轨道为绕圆心转动的扇形运动和升降运动；还包括空白滤膜存储架，所述空白滤膜存储架设于所述车载移动平台内；所述空白滤膜存储架具有存储位，所述存储位上存储空白滤膜；其中，所述第一空白滤膜自空白滤膜存储架获取；所述第二空白滤膜取自空白滤膜存储架。

技术总结
本发明实施例提供一种细颗粒物校准装置，包括：气溶胶发生器具有第一出气口和第二出气口；气溶胶发生器将同一环境空气样品通过第一出气口和第二出气口发射出去；车载重量法标准装置具有第一进气口；在线校准时，还包括设于第一进气口之后、与第一进气口预设距离的第一空白滤膜，气溶胶发生器的第一出气口连接于车载重量法标准装置的第一进气口；细颗粒物自动监测仪器具有第二进气口；在线校准时，还包括设于第二进气口之后、与第二进气口预设距离的第二空白滤膜，细颗粒物自动监测仪器的第二出气口连接于细颗粒物自动监测仪器的第二进气口。将细颗粒物校准装置移动到细颗粒物监测仪工作现场，实现对自动监测仪的在线校准。实现对自动监测仪的在线校准。实现对自动监测仪的在线校准。


技术研发人员：张文阁
受保护的技术使用者：中国计量科学研究院
技术研发日：2022.06.07
技术公布日：2022/11/10