一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置及其實驗方法制造方法及圖紙

一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置及其實驗方法，屬于大氣顆粒物測試技術領域。該裝置包含大小艙體、縫隙、發煙裝置、氣流混合系統、壓差控制系統、顆粒物測試裝置、溫濕度控制器、過濾器。大小艙體分別用于模擬室內外環境，兩者通過縫隙機構連接。發煙裝置為氣溶膠發生器，顆粒物采用ISO標準塵。壓差控制器由真空泵、控制閥、微壓計、流量計組成，可實現對縫隙兩側壓差的精確控制。該裝置可以實現在實驗室環境中，模擬出多種條件（溫濕度、壓差、粒徑、縫隙條件）下的顆粒物室內外穿透系數。在應用過程中，可根據具體要求對各種參數進行設定，得出相應條件下的穿透系數，具有簡單易控制、多參數可變、節省人力物力等顯著優點。

An experimental device and its experimental method for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of atmospheric particulates

The utility model relates to an experimental device for measuring the indoor and outdoor penetrating coefficients of atmospheric particulates and the experimental method thereof, belonging to the technical field of atmospheric particle testing. The device includes the size of cabin, gap, smoke device, gas mixing system, pressure control system, particle testing device, temperature and humidity controller, filter. The size of the cabin were used to simulate the indoor and outdoor environment, which are connected by gap mechanism. The smoke generator is an aerosol generator and the particulates are made of ISO standard dust. The pressure difference controller is composed of a vacuum pump, a control valve, a micro manometer and a flow meter, so that the pressure difference at the two sides of the gap can be precisely controlled. The device can simulate the indoor and outdoor penetration coefficients of the particles under the conditions of temperature, humidity, pressure difference, particle size and gap conditions in a laboratory environment. In the process of application, various parameters can be set according to specific requirements, and the penetration coefficient under the corresponding conditions can be obtained. The utility model has the advantages of simple and easy control, variable parameters, saving manpower and material resources, etc..

【技術實現步驟摘要】
一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置及其實驗方法
本專利技術涉及一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置及其實驗方法，屬于大氣顆粒物測試

技術介紹
近年來，我國大氣顆粒物污染形勢日趨嚴峻，顆粒物污染已為我國許多大中城市空氣環境的首要污染物。現代社會中，人們大部分時間都在室內度過，室外顆粒物是室內顆粒物的一個重要來源，許多室外顆粒物污染源，如交通、工業和生活所產生的污染物，通過通風或圍護結構的縫隙穿透進入到室內，導致室內環境污染，影響室內人員的健康。流行病學研究表明，無論是短期還是長期暴露于顆粒物中，均可能對人體多個系統造成不良影響。關于室內外污染物關系的研究表明，遷移進入室內環境的顆粒物質量濃度與室外大氣懸浮顆粒物濃度處于同一數量級。因此可以認為，大氣顆粒物是室內顆粒物的重要來源。所以研究大氣顆粒物室內外穿透系數非常具有現實意義。穿透系數表征顆粒物穿透建筑圍護結構的能力，目前主要的研究方法有現場測試和實驗艙測試。現場測試是以具體的建筑物或房間為對象，測試不具有普遍性，且受測試的環境參數影響很大，實驗結果相差也很大，無法獲知某些參數對穿透因子的影響。實驗艙測試是在實驗室條件下，對顆粒物室內外穿透系數進行測量。在測試過程中，涉及到的參數主要有縫隙兩側壓差、縫隙尺寸、縫隙粗糙度、顆粒物粒徑、溫濕度等。實驗開始之前，選擇適當的縫隙尺寸及粗糙度，按照具體要求，對溫濕度、縫隙兩側壓差進行控制，待顆粒物釋放完畢后進行結果測定。相較于現場測試，實驗艙測定法的優點在于可在實驗室中實現多種工況下的穿透系數測定，且各種條件可控、可根據實際要求組合變換，也可對某一具體參數對穿透系數的影響進行考察。目前國內已有研究者使用實驗艙進行穿透系數的測定，但在實驗過程中還存在以下不足：①顆粒物釋放源的選擇：部分實驗者采用蚊香、香煙發射顆粒物，而蚊香、香煙釋放的顆粒物中95%為超細顆粒物（d<100nm），1μm以上的顆粒物含量極少（<5%），與大氣顆粒物粒徑分布不符，故此類發射源不能準確的模擬大氣顆粒物粒徑分布。②縫隙兩側的壓差只采用流量進行調節，不能實時的監測兩側的壓差，故是否能達到預期的控制效果是未知的。③忽略溫濕度對穿透系數的影響，不對溫濕度條件進行控制。本實驗裝置針對上述問題進行設計及優化，能大大提高試驗參數的可控性及準確性，彌補前人研究中的不足。
技術實現思路
為方便的在實驗室中實現建筑物穿透系數的準確測量，本專利技術提供一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置及其實驗方法，它耦合了影響穿透系數的所有參數（壓差、縫隙條件、顆粒物粒徑、溫濕度等），在所有參數準確可控的基礎上，實現各種工況下穿透系數的測定。本專利技術采用的技術方案是：一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置，它包括大艙體、小艙體和縫隙機構，采用多個長螺釘把小艙體和縫隙機構固定在大艙體上，所述縫隙機構包含第一板（7a）、第二板和墊片，第一板和第二板粘連在小艙體上，與小艙體形成整體，縫隙位于第二板與墊片之間；所述大艙體頂端中央位置設有第一開口，第一開口通過軟管與氣溶膠發生器相連，在頂部中央位置懸掛顆粒物混合機構，在大艙體右側面下方設有第二開口，第二開口通過軟管與過濾器連接，在大艙體右側面、縫隙機構高度處設有第三開口，軟管的一端通過第三開口進入大艙體固定在縫隙前側中央位置，另一端與第一顆粒物測試裝置連接，大艙體正面設有與縫隙機構連接的長方形第四開口，顆粒物通過第四開口流入縫隙機構中的縫隙，溫濕度控制器放置于大艙體底面中間位置；所述小艙體正面設有第五開口，第五開口通過軟管與壓差控制器連接，所述壓差控制器包含真空泵、流量計、控制閥和微壓計，其中流量計、控制閥和真空泵依次通過軟管連接，接頭處用密封膠密封，小艙體側面設有第六開口，軟管的一端通過第六開口進入小艙體后固定在縫隙后側中央位置，另一端與第二顆粒物測試裝置連接，小艙體里側設有與縫隙機構連接的長方形第七開口，微壓計的兩軟管通過第八開口和第九開口分別固定在縫隙前、后側中央位置。所述的一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗方法采用下列步驟：（a）打開顆粒物混合機構，加強大艙體內氣流混合；（b）對溫濕度進行控制；打開溫濕度控制器，設定實驗溫度值，當大艙體內空氣溫度小于設定值時，啟動加熱系統升溫，反之啟動降溫系統降溫；控制器的濕度調節區間為40-100%RH，梯度為5%RH，所以濕度設置范圍為40-100%。當溫濕度達到設定值，且溫度波動值小于0.1℃，相對濕度波動值小于2%RH時，溫濕度調節完成；（c）縫隙兩側壓差控制，壓差控制是先通過流量調節，再通過微壓計監測進行壓差微調，直至達到設定值；縫隙兩側的壓差區間為4-10Pa，選定壓差后，真空泵工作，流量計測量抽取的氣體流量，當流量大于設定流量時，關小控制閥開度，當流量小于設定流量時，調大控制閥開度，直至流量與設定值相同；微壓計監測縫隙兩側壓差，當縫隙兩側流量達到設定值，縫隙兩側壓差便達到設定值，觀察微壓計讀數，若壓差為設定值，壓差控制操作結束；（d）溫濕度、壓差控制完成后，氣溶膠發生器發射顆粒物，顆粒物在顆粒物混合機構作用下，迅速擴散，由于縫隙兩側壓差的存在，顆粒物會通過縫隙由大艙體穿透進入小艙體；（e）在顆粒物釋放一段時間后，且在大艙體內混合均勻時，第一顆粒物測試裝置、第二顆粒物測試裝置同時打開測量縫隙兩側顆粒物濃度，每次采樣時間至少1min，每次測量的結果取1min內顆粒物濃度的平均值。本專利技術的有益效果是：1、這種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置包含大小艙體、縫隙、發煙裝置、氣流混合系統、壓差控制系統、顆粒物測試裝置、溫濕度控制器、過濾器，可以實現在實驗室環境中，模擬出多種條件（溫濕度、壓差、粒徑、縫隙條件）下的顆粒物室內外穿透系數。2、大小艙體分別用于模擬室內外環境，兩者通過縫隙機構連接，形象準確的模擬出顆粒物從室外環境中進入室內的穿透路徑。3、發煙裝置為氣溶膠發生器，顆粒物采用ISO標準塵，與大氣可吸入顆粒物粒徑吻合度較高。4、壓差控制器由真空泵、控制閥、微壓計、流量計組成，可實現對縫隙兩側壓差的精確控制。5、在應用過程中，可根據具體要求對各種參數進行設定，得出相應條件下的穿透系數，具有簡單易控制、多參數可變、節省人力物力等顯著優點。附圖說明圖1是一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置的系統示意圖。圖2是縫隙機構的結構圖。圖中：1、大艙體，1a、第一開口，1b、第二開口，1c、第三開口，1d、第四開口，1e、第八開口，2、小艙體，2a、第五開口，2b、第六開口，2c、第七開口，2d、第九開口，3、氣溶膠發生器，4、顆粒物混合機構，5、過濾器，6、第一顆粒物測試裝置，6a、第二顆粒物測試裝置，7、縫隙機構，7a、第一板，7b、第二板，7c、墊片，7d、縫隙，8、溫濕度控制器，9、真空泵，9a、流量計，9b、控制閥，10、長螺釘，11、微壓計。具體實施方式以下參照附圖對本專利技術的結構做進一步描述。圖1示出了一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置。圖中,這種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置包括大艙體1、小艙體2和縫隙機構7，采用多個長螺釘10把小艙體2和縫隙機構7固定在大艙體1上。縫隙機構7包含第一板7a、第二板7b和墊片7c，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置，它包括大艙體（1）、小艙體（2）和縫隙機構（7），采用多個長螺釘（10）把小艙體（2）和縫隙機構（7）固定在大艙體（1）上，其特征在于：所述縫隙機構（7）包含第一板（7a）、第二板（7b）和墊片（7c），第一板（7a）和第二板（7b）粘連在小艙體（2）上，與小艙體（2）形成整體，縫隙（7d）位于第二板（7b）與墊片（7c）之間；所述大艙體（1）頂端中央位置設有第一開口（1a），第一開口（1a）通過軟管與氣溶膠發生器（3）相連，在頂部中央位置懸掛顆粒物混合機構（4），在大艙體（1）右側面下方設有第二開口（1b），第二開口（1b）通過軟管與過濾器（5）連接，在大艙體（1）右側面、縫隙機構（7）高度處設有第三開口（1c），軟管的一端通過第三開口（1c）進入大艙體（1）固定在縫隙（7d）前側中央位置，另一端與第一顆粒物測試裝置（6）連接，大艙體（1）正面設有與縫隙機構（7）連接的長方形第四開口（1d），顆粒物通過第四開口（1d）流入縫隙機構（7）中的縫隙（7d），溫濕度控制器（8）放置于大艙體（1）底面中間位置；所述小艙體（2）正面設有第五開口（2a），第五開口（2a）通過軟管與壓差控制器連接，?所述壓差控制器包含真空泵（9）、流量計（9a）、控制閥（9b）和微壓計（11），其中流量計（9a）、控制閥（9b）和真空泵（9）依次通過軟管連接，接頭處用密封膠密封，小艙體（2）側面設有第六開口（2b），軟管的一端通過第六開口（2b）進入小艙體（2）后固定在縫隙（7d）后側中央位置，另一端與第二顆粒物測試裝置（6a）連接，小艙體（2）里側設有與縫隙機構（7）連接的長方形第七開口（2c），微壓計（11）的兩軟管通過第八開口（1e）和第九開口（2d）分別固定在縫隙（7d）前、后側中央位置。...

【技術特征摘要】
1.一種測量大氣顆粒物室內外穿透系數的實驗裝置，它包括大艙體（1）、小艙體（2）和縫隙機構（7），采用多個長螺釘（10）把小艙體（2）和縫隙機構（7）固定在大艙體（1）上，其特征在于：所述縫隙機構（7）包含第一板（7a）、第二板（7b）和墊片（7c），第一板（7a）和第二板（7b）粘連在小艙體（2）上，與小艙體（2）形成整體，縫隙（7d）位于第二板（7b）與墊片（7c）之間；所述大艙體（1）頂端中央位置設有第一開口（1a），第一開口（1a）通過軟管與氣溶膠發生器（3）相連，在頂部中央位置懸掛顆粒物混合機構（4），在大艙體（1）右側面下方設有第二開口（1b），第二開口（1b）通過軟管與過濾器（5）連接，在大艙體（1）右側面、縫隙機構（7）高度處設有第三開口（1c），軟管的一端通過第三開口（1c）進入大艙體（1）固定在縫隙（7d）前側中央位置，另一端與第一顆粒物測試裝置（6）連接，大艙體（1）正面設有與縫隙機構（7）連接的長方形第四開口（1d），顆粒物通過第四開口（1d）流入縫隙機構（7）中的縫隙（7d），溫濕度控制器（8）放置于大艙體（1）底面中間位置；所述小艙體（2）正面設有第五開口（2a），第五開口（2a）通過軟管與壓差控制器連接，所述壓差控制器包含真空泵（9）、流量計（9a）、控制閥（9b）和微壓計（11），其中流量計（9a）、控制閥（9b）和真空泵（9）依次通過軟管連接，接頭處用密封膠密封，小艙體（2）側面設有第六開口（2b），軟管的一端通過第六開口（2b）進入小艙體（2）后固定在縫隙（7d）后側中央位置，另一端與第二顆粒物測試裝置（6a）連接，小艙體（2）里側設有與縫隙機構（7）連接的長方形第七開口（2c），微壓計...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂陽，魏山山，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21