恒流式多項(xiàng)大氣采樣儀論文

1、恒流式多項(xiàng)氣體采樣儀 前言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。職業(yè)病的防治已是國(guó)家提到議事日程上的重要事件，因此，對(duì)工作環(huán)境的監(jiān)測(cè)和治理是最重的環(huán)節(jié)，目前大氣采樣器、粉塵采樣器品種不斷增加和更新。一機(jī)多用，智能化、多功能化的產(chǎn)品，已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)和必然，根據(jù)這個(gè)發(fā)展的要求，我們自主研制了這款恒流式多項(xiàng)大氣采樣儀。1、工作原理目前對(duì)于大氣、粉塵、煙氣及 TSP采樣器(總懸浮顆 粒物采樣器簡(jiǎn)稱)，主要采集的項(xiàng)目有：各類粉塵、煙塵、煙氣、一氧化硫、硫化氫、氯氣、氯化氫、苯、甲苯、二甲苯、甲醛等。工作方式是采樣設(shè)備通過氣泵將工作環(huán)境中的大氣進(jìn)行收集采樣的過程，粉塵是根據(jù)不同的類別使用不同濾膜，

2、在一定的時(shí)間和流量下采集的粉塵量、大氣中的有害氣體則是配制各種標(biāo)準(zhǔn)試劑，在一定的時(shí)間和流量下采集的量，通過分析計(jì)算得到結(jié)果。在采集過程中時(shí)間是標(biāo)量，流量是一個(gè)變量它要受到各種因素的影響，如：流量示值誤差、流量重復(fù)性、流量穩(wěn)定性，采樣計(jì)時(shí)誤差、采樣體積差等。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下大氣壓和儀器測(cè)量前后的絕對(duì)壓力以及檢定環(huán)境下熱力學(xué)溫度。根據(jù)氣壓和溫度的變化，對(duì)測(cè)量流量示值或測(cè)量體積進(jìn)行必要的修正換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下流量或體積。大氣采樣器換算公式為： 式中：QS一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量；Q一實(shí)際流量；P一檢定環(huán)境大氣壓；Ps一標(biāo)準(zhǔn)下的大氣壓；PV一與檢定溫度相對(duì)應(yīng)的水飽和蒸氣壓；Ts一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下熱力學(xué)溫度； T-

3、檢定環(huán)境下熱力學(xué)溫度。 粉塵采樣器流量換算公式: 式中：qv一采樣流量；q一實(shí)際流量；Ps一標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)絕對(duì)壓力；PN標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下大氣壓；Pm一被檢儀器前氣體絕對(duì)壓力； TS一標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)的氣體熱力學(xué)溫度；TN-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體熱力學(xué)溫度； Tm 一被檢儀器前氣體熱力學(xué)溫度。對(duì)于相對(duì)采樣流量比較大，其溫度、壓力影響的修正值相對(duì)實(shí)際流量已經(jīng)很小， 可以不加以修正(相應(yīng)規(guī)程也不做修正要求)。根據(jù)相應(yīng) (JG9562000的大氣采樣器、JJG5202005粉塵采樣器)規(guī)程要求：流量示值誤差表示：×100%式中：Q-流量的求值誤差；Q-流量計(jì)示值；QS-標(biāo)準(zhǔn)流量值；-標(biāo)準(zhǔn)流量的均值； 因此在采樣過程

4、中流量是決定采樣精確性的重要指標(biāo)。2、 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 綜上所述流量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性決定了采樣的結(jié)果是否準(zhǔn)確，目前常用的采樣器款式多樣，但大多數(shù)采樣器是依靠人工來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的閥門以實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)，如圖3-1所示 流量計(jì)調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量計(jì)調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)子流量計(jì)采樣器圖2-1但是人工無法做到隨機(jī)調(diào)整流量確保恒定以及保證視角誤差的標(biāo)準(zhǔn)性。特別是在工作現(xiàn)場(chǎng)難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整的。如圖3-2所示：圖2-2而我們自主研發(fā)的恒流式多項(xiàng)氣體采樣儀，是通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)應(yīng)用程序來控制相關(guān)檢測(cè)、調(diào)節(jié)器件來實(shí)現(xiàn)恒流功能。同時(shí)能提供實(shí)時(shí)的大氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等相關(guān)參數(shù)，以確保采樣的精確性和可靠性。

5、恒流式多項(xiàng)氣體采樣儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：采樣儀整體參考人體頭部形狀設(shè)計(jì)而成，更能接近真人體位和工作狀態(tài)，正面參考人體面部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，粉塵的短時(shí)采樣口設(shè)計(jì)在下部園形單孔（如：口部），長(zhǎng)時(shí)采樣口設(shè)計(jì)在中部園形雙孔（如：鼻部），上部設(shè)計(jì)有單孔高清攝像頭（如：眼），左右兩個(gè)則面設(shè)計(jì)有大氣采樣口，單孔（如：耳），頂部有開孔用于實(shí)時(shí)參數(shù)采集，背面是采樣儀的核心部份，嵌入式系統(tǒng)和7”操作觸摸屏（如：大腦）。整個(gè)設(shè)計(jì)是以盡量模擬真人在不同工作環(huán)境下所能接觸的職業(yè)病有危害素的真實(shí)寫照。如圖2-3所示： 圖2-33、 工作過程： 根據(jù)相關(guān)的檢測(cè)規(guī)范設(shè)置好采樣點(diǎn)，在作業(yè)者的下風(fēng)向處架好設(shè)備，調(diào)整好高度，準(zhǔn)備就緒。打開主機(jī)電源

6、，頂部升起風(fēng)向、風(fēng)速、大氣壓、溫度、濕度檢測(cè)組件獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，嵌入式系統(tǒng)開始工作，7”觸摸屏操作面板上顯示出日期、時(shí)間、溫度、濕度、大氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等信息。點(diǎn)擊進(jìn)入操作菜單：1、粉塵（長(zhǎng)時(shí)）采樣，流量選擇：1-5L/min,時(shí)間設(shè)定：0-24h.2、粉塵（短時(shí)）采樣，流量選擇：1-30L/min.時(shí)間設(shè)定上：0-24h.3、大氣采樣1，流量選擇：100ml-1L/min,時(shí)間設(shè)定上：0-24h.4、大氣采樣2，100ml-1L/min,時(shí)間設(shè)定上：0-24h.根據(jù)需要采集的項(xiàng)目可以單項(xiàng)選擇操作，也可以組合選擇操作，每個(gè)操作過程都可以通過操作界面輸入項(xiàng)目名稱、點(diǎn)號(hào)等信息，設(shè)定完后，點(diǎn)擊開始，設(shè)

7、備開始工作，嵌入式系統(tǒng)根據(jù)不同的設(shè)定流量和時(shí)間進(jìn)行恒流控制操作按時(shí)停機(jī)，如遇堵塞情況主機(jī)會(huì)報(bào)警提示，粉塵采樣口在正面，在采樣過程中設(shè)備能自動(dòng)跟隨風(fēng)向的變化，來調(diào)整方向使設(shè)備正面始終迊著風(fēng)向，以保證采樣的最佳性，同時(shí)設(shè)備正面的攝像頭能記錄下現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，兩則是大氣采樣1、2口，可懸掛試劑瓶，整個(gè)采樣的數(shù)據(jù)可以通過USB接口存儲(chǔ)到移動(dòng)存儲(chǔ)器上，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控和傳輸。4、 工作流程圖：恒流式多項(xiàng)大氣采樣儀控制流程圖嵌入式系統(tǒng)粉塵長(zhǎng)時(shí)流量傳感器粉塵短時(shí)流量傳感器大氣1流量傳感器大氣2流量傳感器大氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速綜合傳感器操作界面各組合氣泵輸出結(jié)果各分部電機(jī) 流程圖4-15、 展望： 本采樣器的實(shí)際應(yīng)用將徹底改變，職業(yè)衛(wèi)生行業(yè)在職業(yè)病