氣體、粉塵、煙塵采樣儀在環(huán)境保護(hù)、職業(yè)衛(wèi)生等部門以及冶金、煤炭化工、建材、紡織、電力等企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。主要用于測(cè)量大氣污染程度。國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局1995年給湖北省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院下達(dá)了“便攜式氣體、粉塵、煙塵采樣儀校驗(yàn)裝置”(以下簡(jiǎn)稱裝置)的科研計(jì)劃,以完成采樣儀的量傳工作,提高該類儀器的強(qiáng)檢受檢率。
一、裝置組成及工作原理
裝置由標(biāo)準(zhǔn)紅外光電皂膜流量計(jì)、膜式流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔口流量計(jì)、壓力傳感器、溫度傳感器、 微壓傳感器、微處理器、打印機(jī)及管道配件、機(jī)箱組成。
裝置采用比較法,將被校表或氣體流量計(jì)接在裝置前端(如圖),啟動(dòng)抽氣泵,氣體流經(jīng)被校表后到標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器,記錄下流經(jīng)被校表流量、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器溫度、表前壓,利用以下公式算出被校表的誤差:
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裝置原理方框圖
QV=[(PSTm)/(PmTS)]0.5×QSn (1)
式中:QV——流量計(jì)在刻度狀態(tài)下的實(shí)際流量;
PS、Pm——分別為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器和被校表處的
氣體絕對(duì)壓力;
Tm、TS——分別為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器和被校表處的氣體絕對(duì)溫度;
QSn——標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器在狀態(tài)下的刻度流量。
示值誤差為:
EI=(QVS—QV)/Qmax×100% (2)
式中:QVS——被校表的刻度流量;
Qmax——被校表的上限刻度流量。
二、裝置技術(shù)指標(biāo)
1.裝置總不確定度:1%
流量測(cè)量范圍:0.1L/min~1.2m3/min
2.裝置微壓測(cè)量范圍:-1 kPa~1kPa
微壓測(cè)量不確定度:1%
3.裝置壓力測(cè)量范圍:-30kPa~30kPa
4.裝置溫度測(cè)量范圍:(-30~50)℃
示值測(cè)量誤差:≤0.5℃
三、技術(shù)方案及研制
1..流量標(biāo)準(zhǔn)器
在研制過(guò)程中,對(duì)傳統(tǒng)流量計(jì)進(jìn)行了技術(shù)改造,采用多模數(shù)變換齒輪盤與紅外光電傳感器傳輸皮膜流量計(jì)和皂膜流量計(jì)的測(cè)量信號(hào),提高了這兩類流量計(jì)的分辨率、量程比、測(cè)量準(zhǔn)確度及重復(fù)性。技術(shù)上分層分段測(cè)量。
(1)第一層:紅外傳感光電皂膜流量計(jì):(0.1~6)L/min
其中A段:(0.1~1.5)L/min
B段:(1.0~6.0) L/min
(2)第二層:紅外傳感膜式流量計(jì):(5~80)L/min
其中A段:(5~20)L/min
B段:(20~80)L/min
(3)第三層:小孔口流量計(jì):(80~150)L/min
(4)第四層:大孔口流量計(jì):(0.8~1.2)m3/min
為了保證測(cè)量準(zhǔn)確度,我們應(yīng)用微電腦技術(shù),標(biāo)定時(shí)對(duì)每段的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字線性化處理,經(jīng)反復(fù)調(diào)試,并引入了溫度、大氣壓、表前壓的修正。
2.微壓傳感器
為了保證孔口流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度,我們采用美國(guó)原裝SenSym1kPa微壓傳感器。標(biāo)定過(guò)程中應(yīng)用公式:
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將擬合曲線輸入微電腦,大大提高了孔口流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性。
微壓傳感器不但可以把壓差信號(hào)轉(zhuǎn)換成流量示值,而且還可以測(cè)量被校儀表的壓力損失。
3.壓力傳感器
根據(jù)有關(guān)規(guī)程,采樣儀有泵的抽氣能力、負(fù)載能力及氣路系統(tǒng)密封性等測(cè)試要求,壓力范圍從-2.5 kPa~1.5 kPa。標(biāo)準(zhǔn)表與被校表之間管路上也需要進(jìn)行表前壓的測(cè)量,其表前壓一般不超過(guò)±2kPa。但為了滿足今后發(fā)展的需要,我們?nèi)詫毫y(cè)量范圍定在(-30~30)kPa。
4.溫度傳感器
為了完成現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量及測(cè)量的自動(dòng)化,我們采用直感式傳感頭,溫度值直接進(jìn)入電腦運(yùn)算進(jìn)行修正,溫度范圍:(30~50)℃,最小分度值為0.1℃。
5.微電腦測(cè)控系統(tǒng)
智能化也是裝置的技術(shù)關(guān)鍵之一。電腦測(cè)控系統(tǒng)除需收集四層段流量測(cè)量信號(hào),以及溫度、壓力測(cè)量信號(hào),快速將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并打印結(jié)果外,還有人機(jī)對(duì)話功能,標(biāo)準(zhǔn)表形式、被檢表形式、溫度、壓力、大氣壓、瞬時(shí)流量、累積流量、設(shè)定時(shí)間等顯示功能。
6.裝置機(jī)體及其他
我們?cè)O(shè)計(jì)了一種立式殼機(jī)箱,箱體從中間打開(kāi),箱內(nèi)嵌入海綿,再用配套鋁板將其固定,達(dá)到耐沖耐撞的效果。
箱體內(nèi)壁粘上絨布,減緩電纜、傳感器探頭與箱壁的磨擦碰撞。機(jī)箱框架采用高硬度鋁合金,使之輕巧,整機(jī)重量不足11kg。機(jī)箱外部用黑色底面,白鋁鑲邊,使外觀高雅凝重、新穎、耀眼。
該裝置于1998年通過(guò)了由國(guó)家局主持召開(kāi)的技術(shù)鑒定會(huì),并很快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)國(guó)家定型鑒定,獲得了生產(chǎn)許可證。
該裝置相當(dāng)于一個(gè)流動(dòng)式流量氣體檢測(cè)站,不僅能用于檢測(cè)大氣、煙塵、粉塵采樣儀,還可測(cè)試氧氣瓶上轉(zhuǎn)子流量計(jì)、煤氣表及氣體渦街流量計(jì)等。
在國(guó)內(nèi)環(huán)境污染日益嚴(yán)重的情況下實(shí)行環(huán)境監(jiān)測(cè),采取防范措施,根治污染源,提高測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性,已是今后的國(guó)策,其社會(huì)效益及推廣前景十分可觀。
[ 本帖最后由 yfcl 于 2008-3-3 22:28 編輯 ] |
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