本發(fā)明涉及空氣質(zhì)量檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：，具體而言，涉及一種pm2.5切割器d50不確定度的測(cè)定方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：：pm2.5是大氣中空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于2.5μm的顆粒物，也稱(chēng)為可入肺顆粒物。pm2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。pm2.5顆粒物作為我國(guó)空氣污染首要的污染物。pm2.5監(jiān)測(cè)及有效治理，是我國(guó)環(huán)境保護(hù)部門(mén)及國(guó)家政府的重要目標(biāo)。當(dāng)前，從國(guó)家到地方、從環(huán)境保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)，到各級(jí)計(jì)量技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)，都極為關(guān)注pm2.5相關(guān)領(lǐng)域研究工作。隨著hj618-2011《環(huán)境空氣pm10和pm2.5的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)》、gb3095-《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的頒布實(shí)施，pm2.5顆粒物質(zhì)量濃度的監(jiān)測(cè)，已經(jīng)成為政府工作的重中之重。而pm2.5測(cè)量?jī)x器是用于空氣中pm2.5顆粒物監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)室內(nèi)外空氣質(zhì)量的必備手段，其計(jì)量性能的好壞將直接關(guān)系到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。pm2.5測(cè)量?jī)x由采樣裝置、顆粒分離器(pm2.5切割器)和測(cè)試及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分組成。其中，pm2.5切割器是pm2.5測(cè)量?jī)x器的核心器件，決定了收集顆粒物的大小，pm2.5切割器切割特性檢測(cè)是pm2.5監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性研究的關(guān)鍵所在。目前，國(guó)產(chǎn)pm2.5切割器缺少相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的儀器檢驗(yàn)檢測(cè)手段，使得國(guó)內(nèi)pm2.5切割器可信度較低，大部分測(cè)量數(shù)據(jù)得不到公眾認(rèn)可，導(dǎo)致大部分pm2.5監(jiān)測(cè)站選擇購(gòu)買(mǎi)國(guó)外pm2.5切割器。所以，急需有效的分析評(píng)價(jià)手段來(lái)綜合評(píng)定pm2.5切割器性能優(yōu)劣。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保行業(yè)的投入增加，pm2.5的監(jiān)測(cè)技術(shù)研究也日益開(kāi)始得到重視。環(huán)保部2011年實(shí)施的《hj618-2011環(huán)境空氣pm10和pm2.5的測(cè)定重量法》對(duì)切割器的性能作了如下規(guī)定：切割器對(duì)顆粒物的切割效率為50％時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒子空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑d50需在(2.5±0.2)μm范圍內(nèi)。所以，d50不確定度也就成為一個(gè)重要的指標(biāo)來(lái)考察pm2.5切割器切割性能，然而現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有相關(guān)研究分析。有鑒于此，特提出本發(fā)明。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的第一目的在于提供pm2.5切割器d50不確定度的測(cè)定方法，該方法簡(jiǎn)單便捷，能夠?qū)m2.5切割器切割特性研究中d50的不確定度進(jìn)行準(zhǔn)確地分析測(cè)定，滿(mǎn)足我國(guó)pm2.5切割器檢測(cè)過(guò)程中的量值溯源需求，可以為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)提供可靠的技術(shù)服務(wù)。本發(fā)明的第二目的在于提供一種采用上述的一種pm2.5切割器d50不確定度的測(cè)定方法的測(cè)定系統(tǒng)，所述的測(cè)定系統(tǒng)能夠?qū)m2.5切割器切割特性研究中d50的不確定度進(jìn)行快速準(zhǔn)確分析測(cè)定，滿(mǎn)足我國(guó)pm2.5切割器檢測(cè)過(guò)程中的量值溯源需求，可以為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)提供可靠的技術(shù)服務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：一種pm2.5切割器d50不確定度的測(cè)定方法，采用pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置對(duì)所選定的pm2.5切割器對(duì)不同粒徑標(biāo)準(zhǔn)顆粒的平均切割效率進(jìn)行測(cè)試計(jì)算，并擬合切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線；采取重點(diǎn)取段擬合的方法，以整個(gè)切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線的重心點(diǎn)為中心，在所述重心點(diǎn)的前后分別取多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，將所取各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行擬合得到線性曲線，通過(guò)直線回歸分析來(lái)測(cè)定所得線性曲線的不確定度，進(jìn)而確定d50的不確定度。本發(fā)明pm2.5切割器d50不確定度的測(cè)定方法采用重點(diǎn)取段擬合的方法對(duì)pm2.5切割器切割特性研究中d50的不確定度進(jìn)行了分析評(píng)定，將復(fù)雜的切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線替換為線性曲線，通過(guò)直線回歸分析來(lái)測(cè)定所得線性曲線的不確定度，進(jìn)而確定d50的不確定度，大大簡(jiǎn)化了分析計(jì)算過(guò)程，能夠?qū)m2.5切割器切割特性研究中d50的不確定度進(jìn)行準(zhǔn)確地分析測(cè)定，滿(mǎn)足我國(guó)pm2.5切割器檢測(cè)過(guò)程中的量值溯源需求，可以為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)提供可靠的技術(shù)服務(wù)。優(yōu)選地，按如下公式計(jì)算即可得到不同粒徑標(biāo)準(zhǔn)顆粒的切割效率：式中：i………發(fā)生的氣溶膠粒徑點(diǎn)；j………每個(gè)粒徑點(diǎn)測(cè)量的次數(shù)；n1ij……pm2.5切割器上游的固態(tài)單分散顆粒物濃度；n2ij……pm2.5切割器下游的固態(tài)單分散顆粒物濃度；ηij………每個(gè)粒徑點(diǎn)單次測(cè)量的捕集效率；按公式(1)分別計(jì)算得到不同粒徑點(diǎn)的切割效率；按如下公式計(jì)算每個(gè)粒徑點(diǎn)的平均切割效率：式中：……………………每個(gè)粒徑點(diǎn)的平均切割效率。優(yōu)選地，所述切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線的方程為：其中，a、b、c、d和e的值均通過(guò)擬合直接確定。優(yōu)選地，在切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線中切割效率為10％-90％之間取所述實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。優(yōu)選地，所述線性曲線的方程為：y＝ax+b；其中，a和b的值均通過(guò)擬合直接確定。優(yōu)選地，所述通過(guò)直線回歸分析來(lái)測(cè)定所得線性曲線的不確定度包括：將標(biāo)準(zhǔn)顆粒粒徑和對(duì)應(yīng)的平均切割效率代入所擬合的線性曲線方程中，計(jì)算回歸的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值s：上式中，yi為不同標(biāo)準(zhǔn)顆粒粒徑對(duì)應(yīng)的切割效率值；為從線性曲線上取得的與xi對(duì)應(yīng)的yi計(jì)算值；n為測(cè)試次數(shù)。優(yōu)選地，進(jìn)而確定d50的不確定度再計(jì)算切割效率為50％時(shí)所對(duì)應(yīng)粒徑x0的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值s(x0)：上式中，為用于擬合線性曲線所用全部x值的平均值；是全部y值的平均值；y0表示切割效率為50％；b為線性曲線的斜率；m為平行測(cè)試次數(shù)；之后，選取置信水準(zhǔn)，查t分布表，確定自由度,對(duì)d50的擴(kuò)展不確定度進(jìn)行計(jì)算。優(yōu)選地，所采用的pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置包括氣源裝置、霧化氣溶膠發(fā)生器、干燥器、靜電中和器、混勻管、氣溶膠粒徑譜儀、抽氣泵、第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)和第四閥門(mén)；所述氣源裝置的輸出端與所述霧化氣溶膠發(fā)生器的輸入端相連通，所述霧化氣溶發(fā)生器的輸出端與所述干燥器的輸入端相連通，所述干燥器的輸出端與所述靜電中和器的輸入端相連通，所述靜電中和器的輸出端與所述混勻管的輸入端相連通；所述混勻管的輸出端與所述第一閥門(mén)的輸入端相連通，所述第一閥門(mén)的輸出端與所述氣溶膠粒徑譜儀相連通；所述混勻管的輸出端還與待檢測(cè)pm2.5切割器的輸入端相連通，所述待檢測(cè)pm2.5切割器的輸出端與所述第二閥門(mén)的輸入端相連通，所述第二閥門(mén)的輸出端與所述氣溶膠粒徑譜儀相連通；所述第一閥門(mén)的輸入端還與所述第三閥門(mén)的輸入端相連通，所述第三閥門(mén)的輸出端與所述抽氣泵的輸入端相連通；所述第二閥門(mén)的輸入端還與所述第四閥門(mén)的輸入端相連通，所述第四閥門(mén)的輸出端與所述抽氣泵的輸入端相連通。優(yōu)選地，采用所述pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)的方法，包括如下步驟：向所述霧化氣溶膠發(fā)生器內(nèi)加入超純水和標(biāo)準(zhǔn)顆粒懸浮液，以產(chǎn)生單分散固態(tài)氣溶膠顆粒，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)顆粒浮液中含有多種不同粒徑的標(biāo)準(zhǔn)顆粒，且多種不同粒徑的標(biāo)準(zhǔn)顆粒的含量為定值；打開(kāi)所述第一閥門(mén)和所述第三閥門(mén)，關(guān)閉所述第二閥門(mén)和所述第四閥門(mén)后，讀取所述氣溶膠粒徑譜儀測(cè)量測(cè)得的氣溶膠顆粒數(shù)目濃度值；打開(kāi)所述第二閥門(mén)和所述第四閥門(mén)，關(guān)閉所述第一閥門(mén)和所述第三閥門(mén)后，讀取所述氣溶膠粒徑譜儀測(cè)量測(cè)得的氣溶膠顆粒數(shù)目濃度值。采用上述的一種pm2.5切割器d50不確定度的測(cè)定方法的測(cè)定系統(tǒng)。本發(fā)明測(cè)定系統(tǒng)能夠?qū)m2.5切割器切割特性研究中d50的不確定度進(jìn)行快速準(zhǔn)確分析測(cè)定，滿(mǎn)足我國(guó)pm2.5切割器檢測(cè)過(guò)程中的量值溯源需求，可以為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)提供可靠的技術(shù)服務(wù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明pm2.5切割器d50不確定度的測(cè)定方法采用重點(diǎn)取段擬合的方法對(duì)pm2.5切割器切割特性研究中d50的不確定度進(jìn)行了分析評(píng)定，將復(fù)雜的切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線替換為線性曲線，通過(guò)直線回歸分析來(lái)測(cè)定所得線性曲線的不確定度，進(jìn)而確定d50的不確定度，大大簡(jiǎn)化了分析計(jì)算過(guò)程，能夠?qū)m2.5切割器切割特性研究中d50的不確定度進(jìn)行準(zhǔn)確地分析測(cè)定，滿(mǎn)足我國(guó)pm2.5切割器檢測(cè)過(guò)程中的量值溯源需求，可以為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)提供可靠的技術(shù)服務(wù)。本發(fā)明測(cè)定系統(tǒng)能夠?qū)m2.5切割器切割特性研究中d50的不確定度進(jìn)行快速準(zhǔn)確分析測(cè)定，滿(mǎn)足我國(guó)pm2.5切割器檢測(cè)過(guò)程中的量值溯源需求，可以為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)提供可靠的技術(shù)服務(wù)。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中氣源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中混勻管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法的流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例3中所得切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例3中所得切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線上擬合線性曲線圖；附圖標(biāo)記：100-氣源裝置；102-霧化氣溶膠發(fā)生器；103-干燥器；104-靜電中和器；105-混勻管；106-氣溶膠粒徑譜儀；107-抽氣泵；108-第一閥門(mén)；109-第二閥門(mén)；110-第三閥門(mén)；111-第四閥門(mén)；112-質(zhì)量流量控制器；113-空氣壓縮機(jī)；114-儲(chǔ)氣罐；115-三級(jí)高效過(guò)濾器；116-冷凍干燥機(jī)；117-第一補(bǔ)氣管道；118-第二補(bǔ)氣管道；119-第五閥門(mén)；120-第六閥門(mén)；121-倒錐形結(jié)構(gòu)；122-氣流分流器；123-補(bǔ)氣端；124-待檢測(cè)pm2.5切割器；125-第七閥門(mén)。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。pm2.5切割特性檢測(cè)裝置主要是由氣源發(fā)生裝置、霧化發(fā)生器、干燥器、靜電中和器、混勻管、分流器、氣溶膠粒徑譜儀組成。壓縮的潔凈空氣通過(guò)霧化發(fā)生器，形成單分散的聚苯乙烯氣溶膠，經(jīng)過(guò)干燥、除靜電，在混勻管內(nèi)稀釋混勻，達(dá)到均勻穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)過(guò)分流器后分成上、下游兩路，上游支路直接連接到粒徑譜儀，而下游先通過(guò)裝有待測(cè)的pm2.5切割器，再連接到粒徑譜儀，通過(guò)切換電磁閥門(mén)，從而實(shí)現(xiàn)粒徑譜儀交替測(cè)量?jī)陕分械臍馊苣z顆粒數(shù)目濃度。實(shí)施例1參見(jiàn)圖1至圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例一提供了一種pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置，包括氣源裝置100、霧化氣溶膠發(fā)生器102、干燥器103、靜電中和器104、混勻管105、氣溶膠粒徑譜儀106、抽氣泵107、第一閥門(mén)108、第二閥門(mén)109、第三閥門(mén)110和第四閥門(mén)111；氣源裝置100的輸出端與霧化氣溶膠發(fā)生器102的輸入端相連通，具體而言，氣源裝置100的輸出端與霧化氣溶膠發(fā)生器102的輸入端之間還連通有第五閥門(mén)119；霧化氣溶發(fā)生器的輸出端與干燥器103的輸入端相連通，干燥器103的輸出端與靜電中和器104的輸入端相連通，靜電中和器104的輸出端與混勻管105的輸入端相連通；混勻管105的輸出端與第一閥門(mén)108的輸入端相連通，第一閥門(mén)108的輸出端與氣溶膠粒徑譜儀106相連通；混勻管105的輸出端還與待檢測(cè)pm2.5切割器的輸入端相連通，待檢測(cè)pm2.5切割器的輸出端與第二閥門(mén)109的輸入端相連通，第二閥門(mén)109的輸出端與氣溶膠粒徑譜儀106相連通；第一閥門(mén)108的輸入端還與第三閥門(mén)110的輸入端相連通，第三閥門(mén)110的輸出端與抽氣泵107的輸入端相連通，具體而言，第一閥門(mén)108的輸入端與混勻管105的輸出端的連接點(diǎn)與第三閥門(mén)110的輸入端相連通；第二閥門(mén)109的輸入端還與第四閥門(mén)111的輸入端相連通，第四閥門(mén)111的輸出端與抽氣泵107的輸入端相連通，具體而言，第二閥門(mén)109的輸入端與待檢測(cè)pm2.5切割器的輸出端的連接點(diǎn)與第四閥門(mén)111的輸入端相連通。該實(shí)施例中，pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置還包括質(zhì)量流量控制器112，抽氣泵107的輸入端與質(zhì)量流量控制器112的輸出端相連通，第四閥門(mén)111的輸出端、第三閥門(mén)110的輸出端分別與質(zhì)量流量控制器112的輸入端相連通。具體而言，第四閥門(mén)111的輸出端與第三閥門(mén)110的輸出端的連接點(diǎn)與質(zhì)量流量控制器112的輸入端相連通，質(zhì)量流量控制器112的輸出端與抽氣泵107的輸入端相連通。該實(shí)施例中，氣源裝置100包括空氣壓縮機(jī)113、儲(chǔ)氣罐114、三級(jí)高效過(guò)濾器115和冷凍干燥機(jī)116，其中，空氣壓縮機(jī)113、儲(chǔ)氣罐114、三級(jí)高效過(guò)濾器115和冷凍干燥機(jī)116依次連通，且冷凍干燥機(jī)116還與霧化氣溶膠發(fā)生器102相連通。具體而言，空氣壓縮機(jī)113的輸出端與儲(chǔ)氣罐114的輸入端相連通，儲(chǔ)氣罐114的輸出端與三級(jí)高效過(guò)濾器115的輸入端相連通，三級(jí)高效過(guò)濾器115的輸出端與冷凍干燥機(jī)116的輸入端相連通，冷凍干燥機(jī)116的輸出端與霧化氣溶膠發(fā)生器102的輸入端相連通?？諝鈮嚎s機(jī)113將空氣壓縮到儲(chǔ)氣罐114中，經(jīng)三級(jí)高效過(guò)濾器115過(guò)濾后得到粒徑小于0.3μm的潔凈氣源，冷凍干燥機(jī)116將潔凈氣源中含水物質(zhì)先凍結(jié)成固態(tài)，使其中的水分從固態(tài)升華成氣態(tài)，從而達(dá)到干燥的目的，其中，冷凍干燥機(jī)116處理氣量為1.5m3/min。該實(shí)施例中，儲(chǔ)氣罐114上安裝有氣壓傳感器，用于檢測(cè)儲(chǔ)氣罐114中氣體的壓強(qiáng)。pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置還包括控制器，空氣壓縮機(jī)113、冷凍干燥機(jī)116、抽氣泵107分別與控制器電連接。通過(guò)氣壓傳感器可以使儲(chǔ)氣罐114內(nèi)的氣體壓強(qiáng)控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，為后續(xù)的過(guò)程提供持續(xù)穩(wěn)定的氣源。具體過(guò)程為：儲(chǔ)氣罐114和空氣壓縮機(jī)113具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，當(dāng)儲(chǔ)氣罐114內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到0.6mpa時(shí)，氣壓傳感器向控制器發(fā)送壓強(qiáng)信息，控制器接收到氣壓傳感器發(fā)送的壓強(qiáng)信息后，使空氣壓縮機(jī)113停止工作，從而保證儲(chǔ)氣罐114的壓力處于安全范圍。隨著氣源的不斷使用，儲(chǔ)氣罐114內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)氣壓傳感器檢測(cè)到儲(chǔ)氣罐114內(nèi)的氣壓壓強(qiáng)降到0.4mpa時(shí)，氣壓傳感器向控制器發(fā)送壓強(qiáng)信息，控制器接收到氣壓傳感器發(fā)送的壓強(qiáng)信息后，使空氣壓縮機(jī)113重新工作，繼續(xù)制造干燥的潔凈氣體，從而能保證源源不斷為后續(xù)的過(guò)程提供穩(wěn)定氣源。該實(shí)施例中，氣源裝置100的輸出端與靜電中和器104的輸入端之間還連通有第一補(bǔ)氣管道117，通過(guò)第一補(bǔ)氣管道117可以先靜電中和器104中直接輸入潔氣源，以稀釋氣體中的顆粒物濃度。第一補(bǔ)氣管道117上設(shè)置有第六閥門(mén)120。該實(shí)施例中，混勻管105的頂部具有倒錐形結(jié)構(gòu)121，混勻管105的輸入端位于倒錐形結(jié)構(gòu)121的端部。具體而言，氣源裝置100與混勻管105之間還連通有第二補(bǔ)氣管道118，其中，氣源裝置100的輸出端與第二補(bǔ)氣管道118的一端連通，第二補(bǔ)氣管道118的另一端與混勻管105的補(bǔ)氣端123相連通，且補(bǔ)氣端伸入到倒錐形結(jié)構(gòu)121的錐面處，用于使從第二補(bǔ)氣管道118流出的氣體沿倒錐形結(jié)構(gòu)121的錐面流動(dòng)。第一閥門(mén)108的輸入端、待檢測(cè)pm2.5切割器的輸入端均通過(guò)氣流分流器122與混勻管105的輸出端相連通。第二補(bǔ)氣管道118上設(shè)置有第七閥門(mén)。通過(guò)檢測(cè)試驗(yàn)，當(dāng)混勻管105的長(zhǎng)度為100mm時(shí)，混勻管105的橫截面上的氣溶膠的體積分?jǐn)?shù)就不再發(fā)生變化。隨著距離的增加，各個(gè)截面上的體積分?jǐn)?shù)保持不變。說(shuō)明氣溶膠和從補(bǔ)氣端進(jìn)入的稀釋氣體在很短的距離就能實(shí)現(xiàn)完全混合。該實(shí)施例中，干燥器103中填充有硅膠；靜電中和器104為氣溶膠靜電中和器。霧化發(fā)生器產(chǎn)生的發(fā)生的單分散固態(tài)氣溶膠顆粒，每個(gè)顆粒被5個(gè)水分子包圍，導(dǎo)致顆粒的聚集并在管壁上粘附，因此采用填充有硅膠的干燥器103，能夠有效去除水分。而經(jīng)過(guò)氣體結(jié)過(guò)干燥器103后，干燥效果能達(dá)到99.5％，單分散氣溶膠非常干燥，而且實(shí)驗(yàn)中使用的顆粒粒徑范圍1.5μm～4.5μm，顆粒粒徑較小，極易產(chǎn)生靜電，帶電荷的單分散固態(tài)氣溶膠顆粒會(huì)吸附在管壁上，造成損失，影響檢測(cè)氣溶膠顆粒數(shù)目濃度值，而氣溶膠靜電中和器可以處理固體或液體氣溶膠，粒徑范圍為0.1μm～150μm，其除靜電的原理為：氣溶膠進(jìn)入氣溶膠靜電中和器的混合室內(nèi)，與從第一補(bǔ)氣管道117進(jìn)入的帶電荷的潔凈氣體充分混合后，消除顆粒附著的靜電。該實(shí)施例中，三級(jí)高效過(guò)濾器115為hepa過(guò)濾器。該實(shí)施例中，第一閥門(mén)108、第二閥門(mén)109、第三閥門(mén)110和第四閥門(mén)111均為電磁閥；第五閥門(mén)119、第六閥門(mén)120和第七閥門(mén)均為電磁閥，電磁閥與控制器電連接。通過(guò)采用電磁閥，能夠盡量減少人為因素對(duì)測(cè)量時(shí)間的影響。該實(shí)施例中，根據(jù)檢測(cè)要求，處理后的氣源不應(yīng)含有0.3μm以上的顆粒物；因此，通過(guò)氣溶膠粒徑譜儀106檢測(cè)處理后的氣源粒徑分布實(shí)驗(yàn)。氣溶膠粒徑譜儀106是采用光散射原理測(cè)量氣溶膠粒子計(jì)數(shù)的典型儀器，測(cè)量粒徑范圍0.3μm-20μm。去掉霧化氣溶膠發(fā)生器102，將冷凍干燥機(jī)116的輸出端直接連接到干燥器103的輸入端，經(jīng)過(guò)靜電中和器104、混勻管105后，進(jìn)入氣溶膠粒徑譜儀106。氣體充滿(mǎn)氣路，通氣半小時(shí)，去除沾附在管壁的殘余顆粒，使用氣溶膠粒徑譜儀106測(cè)量此時(shí)氣源中顆粒物計(jì)數(shù)濃度。測(cè)試結(jié)果如表1所示。表1為潔凈氣源中0.3μm以上顆粒物濃度測(cè)量次數(shù)123456780.3μm以上顆粒物濃度00000000由表1可以看出，經(jīng)過(guò)濾的潔凈氣體滿(mǎn)足epa和我國(guó)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣源顆粒物含量的要求。該實(shí)施例中，在pm2.5切割器的切割特性檢測(cè)過(guò)程中，聚苯乙烯懸浮液，即標(biāo)準(zhǔn)顆粒懸浮液，分散在超純水中，所以首先需要使用氣溶膠粒徑譜儀106測(cè)試超純水中顆粒物含量，來(lái)驗(yàn)證超純水中是否存在影響實(shí)驗(yàn)的顆粒物。在霧化氣溶膠發(fā)生器102中只加入20ml超純水，然后通入干燥的潔凈氣體，經(jīng)過(guò)干燥器103、靜電中和器104、混勻管105后，進(jìn)入氣溶膠粒徑譜儀106。測(cè)試8次的結(jié)果如表2所示。表2為超純水中顆粒物數(shù)目測(cè)試(一次測(cè)試體積15cm3)次數(shù)12345678總的顆粒物數(shù)目01101010由表2可以看出，超純水中含有的顆粒物數(shù)目幾乎沒(méi)有，相對(duì)于高濃度的聚苯乙烯氣溶膠數(shù)目可以忽略不計(jì)。超純水可以作為霧化氣溶膠發(fā)生器102的懸浮液的分散介質(zhì)。通過(guò)控制儲(chǔ)氣罐114內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)的大小來(lái)控制霧化發(fā)生器的體積流量，經(jīng)測(cè)試得到壓力在0.5psi和20psi之間時(shí)對(duì)應(yīng)的體積流量為2lpm和20lpm。在此流量區(qū)間內(nèi)，針對(duì)不同粒徑加入固定體積的標(biāo)準(zhǔn)顆粒，經(jīng)氣溶膠粒徑譜儀106檢測(cè)均可以達(dá)到1.5個(gè)/cm3，符合epa對(duì)檢測(cè)氣溶膠濃度的要求。實(shí)施例2參見(jiàn)圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例二提供了一種使用實(shí)施例一所述的pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法包括以下步驟：步驟200，向霧化氣溶膠發(fā)生器102內(nèi)加入超純水和標(biāo)準(zhǔn)顆粒浮液，以產(chǎn)生單分散固態(tài)氣溶膠顆粒，其中，標(biāo)準(zhǔn)顆粒浮液中含有多種不同粒徑的標(biāo)準(zhǔn)顆粒，且多種不同粒徑的標(biāo)準(zhǔn)顆粒的含量為定值；具體而言，該實(shí)施例中，采用現(xiàn)有技術(shù)中的8種空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量粒徑范圍為(1.5-4.0)μm的標(biāo)準(zhǔn)顆粒。每種不同粒徑的標(biāo)準(zhǔn)顆粒的含量均為定值。步驟201，打開(kāi)第一閥門(mén)108和第三閥門(mén)110，關(guān)閉第二閥門(mén)109和第四閥門(mén)111后，讀取氣溶膠粒徑譜儀106測(cè)量測(cè)得的氣溶膠顆粒數(shù)目濃度值；步驟202，打開(kāi)第二閥門(mén)109和第四閥門(mén)111，關(guān)閉第一閥門(mén)108和第三閥門(mén)110后，讀取氣溶膠粒徑譜儀106測(cè)量測(cè)得的氣溶膠顆粒數(shù)目濃度值；步驟203，最后，根據(jù)在兩種狀態(tài)下測(cè)得的氣溶膠顆粒數(shù)目濃度值，分析得出pm2.5切割器切割特性是否符合要求。具體而言，通過(guò)交替測(cè)量?jī)煞N狀態(tài)下氣溶膠顆粒數(shù)目濃度，得到不同空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑的顆粒對(duì)應(yīng)的不同的捕集效率；然后以空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑為橫坐標(biāo)，以捕集效率為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，使用tablecurve2d軟件擬合得到pm2.5切割器的切割特性曲線，并通過(guò)分析切割特性曲線的d50和幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差，判斷pm2.5切割器的切割性能是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，其中，d50表示切割器對(duì)顆粒物的捕集效率為50％時(shí)，所對(duì)應(yīng)的粒子空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑，單位為μm。實(shí)施例3使用上述的pm2.5切割器切割特性檢測(cè)裝置，首先將粒徑不同的標(biāo)準(zhǔn)顆粒(聚苯乙烯顆粒)分別霧化為單分散固態(tài)氣溶膠。經(jīng)過(guò)干燥、除靜電，在混勻管內(nèi)稀釋混勻，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。然后，在氣路中添加選好的pm2.5切割器，通過(guò)實(shí)時(shí)氣溶膠粒徑譜儀交替測(cè)定pm2.5切割器上游和pm2.5切割器下游的氣溶膠顆粒數(shù)目，分別記n1i和n2i。直至不同粒徑的霧化單分散固態(tài)氣溶膠顆粒測(cè)試完畢得到n1ij和n2ij。重復(fù)操作三次，按如下公式計(jì)算即可得到不同粒徑標(biāo)準(zhǔn)顆粒的切割效率：式中：i………發(fā)生的氣溶膠粒徑點(diǎn)(不同粒徑數(shù)，i為正整數(shù))；j………每個(gè)粒徑點(diǎn)測(cè)量的次數(shù)(j為正整數(shù))；n1ij……pm2.5切割器上游的固態(tài)單分散顆粒物濃度(數(shù)目濃度值)；n2ij……pm2.5切割器下游的固態(tài)單分散顆粒物濃度(數(shù)目濃度值)；ηij………每個(gè)粒徑點(diǎn)單次測(cè)量的捕集效率；按公式(1)分別計(jì)算得到不同粒徑點(diǎn)的切割效率；按如下公式計(jì)算每個(gè)粒徑點(diǎn)的平均切割效率：式中：……………………每個(gè)粒徑點(diǎn)的平均切割效率。再將所得到的平均切割效率數(shù)值作為縱坐標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)顆粒粒徑作為橫坐標(biāo)，擬合出相應(yīng)的切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線。由此切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線，即可反推得到相關(guān)切割效率條件下所對(duì)應(yīng)的粒徑值。通過(guò)所擬合的切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線可以看出(如表3所示)，隨著粒徑的增大，pm2.5的切割效率在逐漸降低。這是因?yàn)轭w粒粒徑越大，慣性也越大，隨氣流運(yùn)動(dòng)過(guò)程中更容易撞擊在捕集板上或被截留在沉沙池內(nèi)而沉積下來(lái)；而粒徑越小，將容易隨氣流運(yùn)動(dòng)通過(guò)。表3不同粒徑條件下的切割效率進(jìn)一步根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合所得切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線方程為：式中，a＝99.418；b＝-98.304；c＝2.493；d＝0.268；e＝2.513?？梢钥闯龃饲懈钚蕵?biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線方程過(guò)于復(fù)雜，使用傳統(tǒng)回歸分析的方法，還不能直接有效地來(lái)評(píng)定分析其相關(guān)不確定度。pm2.5切割器性能優(yōu)劣要通過(guò)考察d50的不確定度來(lái)評(píng)定，即切割效率為50％時(shí)所對(duì)應(yīng)的微粒粒徑的不確定度。通過(guò)對(duì)切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線進(jìn)行觀察分析(如圖5所示)，發(fā)現(xiàn)切割效率在10％-90％之間這段曲線(占整個(gè)特性曲線中間大部分)的線性特征明顯。而且越是往其重心點(diǎn)處收縮，線性特征越明顯。而d50點(diǎn)正好是特征曲線的重心點(diǎn)。以d50為中心，上下外延若干個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，做出相應(yīng)線性曲線，通過(guò)直線回歸分析來(lái)評(píng)定該直線的不確定度，進(jìn)而確定關(guān)鍵點(diǎn)d50的不確定度。在切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線上標(biāo)出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，即不同切割效率所對(duì)應(yīng)的微粒粒徑，如圖6所示。以中間點(diǎn)(d50)為中心，兩端外延所得曲線線性特征明顯，所以取中間五個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)為參數(shù)(表3中下劃線部分)，采樣最小二乘法，作線性曲線得到相關(guān)線性曲線方程為：y＝288.436-96.054x(4)所得線性曲線的相關(guān)系數(shù)為0.993，說(shuō)明線性特征良好。當(dāng)y0＝50時(shí)(即切割效率為50％)帶入方程(4)得x0＝2.482，即d50坐標(biāo)為(2.482,50)，也是整個(gè)線性曲線的重心點(diǎn)。而且在線性曲線不確定度考察中，越是靠近重心點(diǎn)處，數(shù)據(jù)不確定度的精度也越高。所以，在線性回歸后的線性曲線基礎(chǔ)上，可以有效分析評(píng)定d50的不確定度。首先將表3中相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入所擬合的線性曲線方程(4)中，計(jì)算回歸的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值s：上式中，yi為不同標(biāo)準(zhǔn)顆粒粒徑對(duì)應(yīng)的切割效率值；為從線性曲線上取得的與xi對(duì)應(yīng)的yi計(jì)算值；n為測(cè)試次數(shù)。再計(jì)算切割效率為50％時(shí)所對(duì)應(yīng)粒徑x0的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值s(x0)：上式中，為用于擬合線性曲線所用全部x值的平均值；是全部y值的平均值；y0表示切割效率為50％；b為線性曲線的斜率；m為平行測(cè)試次數(shù)；當(dāng)切割效率y0＝50％時(shí)，代入線性曲線方程(4)可知對(duì)應(yīng)微粒粒徑x0＝2.482μm，其擴(kuò)展不確定度表示為u(50)。選取置信水準(zhǔn)p＝95％(顯著性水平α＝0.05)，查t分布表，自由度v＝n-2,得t95(13)＝1.771。所以，d50的擴(kuò)展不確定度u95(50)＝t95(13)×s(x0)＝1.771×0.02469＝0.012133006μm。即：d50＝(2.482±0.012)μm。進(jìn)一步由圖2線性曲線分別得出pm2.5切割器切割效率為16％，50％和84％時(shí)對(duì)應(yīng)的顆?？諝鈩?dòng)力學(xué)直徑分別為：d16＝2.828μm和d84＝2.122μm。根據(jù)美國(guó)epa相關(guān)規(guī)定，切割特性曲線的幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差(gsd)可計(jì)算為：按照美國(guó)epa和我國(guó)環(huán)境保護(hù)法規(guī)《hj618-2011環(huán)境空氣pm10和pm2.5的測(cè)定重量法》要求：d50＝(2.5±0.2)μm，幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差gsd＝1.2±0.1。綜上討論結(jié)果可以看出本課題所得d50＝(2.482±0.057)μm，gsd＝1.154，均滿(mǎn)足美國(guó)epa和我國(guó)環(huán)境保護(hù)法規(guī)要求。本發(fā)明通過(guò)對(duì)d50不確定度分析評(píng)定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)pm2.5切割器切割特性?xún)?yōu)劣的評(píng)定。本發(fā)明d50不確定度分析評(píng)定過(guò)程中采取了重點(diǎn)取段擬合的方法，以整個(gè)切割效率標(biāo)準(zhǔn)特性擬合曲線的重心點(diǎn)為中心，上下各取有限實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，對(duì)所取系列實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擬合得到的曲線線性良好。進(jìn)一步通過(guò)線性回歸處理，得到線性曲線，線性特征突出，相關(guān)系數(shù)接近于1。說(shuō)明可以有效采用重點(diǎn)取段直線回歸分析的方法對(duì)d50的不確定度進(jìn)行分析評(píng)定。本發(fā)明方法能夠滿(mǎn)足我國(guó)pm2.5切割器檢測(cè)過(guò)程中的量值溯源需求，可以為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)提供可靠的技術(shù)服務(wù)。盡管已用具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識(shí)到，以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍；因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些替換和修改。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12