本文關(guān)鍵詞：基于電子天平稱重的PM2.5在線監(jiān)測系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,大氣環(huán)境污染問題日益受到重視,出現(xiàn)了以大氣顆粒物為典型代表的研究熱潮,其中PM2.5由于其來源廣、對環(huán)境和人體健康影響深遠(yuǎn)成為關(guān)注熱點(diǎn)。基于嚴(yán)重的PM2.5污染現(xiàn)狀,制定有效的控制治理計(jì)劃成為燃眉之急,而PM2.5的準(zhǔn)確監(jiān)測是科學(xué)治理的重要前提。目前主流的PM2.5監(jiān)測方法-β射線法和振蕩天平法-因受濕度影響較大,使得監(jiān)測結(jié)果與實(shí)際污染情況有較大偏差;國內(nèi)使用的傳統(tǒng)離線稱重法是校核所有其他方法的基準(zhǔn)方法,但是這種手工重量法僅能夠手工、間歇式操作,監(jiān)測耗時(shí)長,無法滿足長期、即時(shí)、在線的大氣質(zhì)量監(jiān)測要求。針對現(xiàn)行主流監(jiān)測儀器和傳統(tǒng)方法的存在的明顯缺陷,本文設(shè)計(jì)了基于電子天平稱重的PM2.5在線監(jiān)測系統(tǒng),采用沖擊式串級大氣采樣切割器,結(jié)合氣體即時(shí)交換除濕調(diào)控溫的處理,利用特別設(shè)計(jì)的采樣和稱量系統(tǒng)進(jìn)行濾膜自動(dòng)采樣、電子天平即時(shí)稱量系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)了利用傳統(tǒng)的電子天平稱重的重量法進(jìn)行大氣PM2.5的在線監(jiān)測連續(xù)采樣和自動(dòng)測量。本文提出了一種基于濾膜連續(xù)采樣、電子天平稱重的PM2.5在線監(jiān)測方法和系統(tǒng),使得經(jīng)典的重量法得以在在線監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用。本研究根據(jù)沖擊采樣原理,結(jié)合Stokes動(dòng)力學(xué)方程和Michaud的串級采樣切割器設(shè)計(jì)方法,得到采樣切割器的主要參數(shù),理論采樣粒徑為10.6μm和2.5μm時(shí),噴嘴孔徑、噴嘴數(shù)、噴嘴簇直徑、噴嘴長度、沖擊距離分別為3mm、30、21mm、5mm、3mm和1mm、49、21mm、5mm、3mm,并提出了沖擊式大氣串級采樣切割器的整體結(jié)構(gòu)方案;本文基于TPU高分子膜的高透濕性,采用氣體交換即時(shí)除濕調(diào)溫原理,設(shè)計(jì)、制作了一套數(shù)控氣體除濕調(diào)溫裝置,研究了影響該裝置運(yùn)行效果的因素,以優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行的主要參數(shù)。結(jié)果表明:隨著樣品氣在除濕調(diào)溫系統(tǒng)內(nèi)停留時(shí)間增長,其除濕量也相應(yīng)增大,停留時(shí)間為27s時(shí)除濕達(dá)到平衡;干燥氣與樣品氣的流量比對樣品氣的除濕有重要影響,流量比從0.5增大到1.17時(shí),除濕率隨流量比的增大而上升,流量比為1.17時(shí)除濕率最大,達(dá)到50.97%,流量比增大到1.33以后直到2.0,隨著流量比的增大除濕率反而逐漸降低;系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置,即樣品氣在除濕調(diào)溫系統(tǒng)內(nèi)停留時(shí)間為27s,干燥氣與樣品氣的流量比設(shè)置為1.17時(shí),可對含濕量在63.70g/m3以下的任意樣品氣進(jìn)行處理使樣品出氣含濕量符合國家標(biāo)準(zhǔn),該除濕系統(tǒng)可滿足日常監(jiān)測需求。本文根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)重量法,完成了即時(shí)采樣稱量系統(tǒng)的設(shè)計(jì),利用托盤攜帶濾膜夾升降完成PM2.5的采樣和稱量的狀態(tài)切換,采用自動(dòng)校準(zhǔn)天平為核心元件完成稱量。本文通過設(shè)計(jì)原理可行性論證、關(guān)鍵子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及加工、影響因子控制研究、運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化,設(shè)計(jì)了一套基于電子天平稱重的PM2.5在線監(jiān)測系統(tǒng),突破了傳統(tǒng)重量法在PM2.5大氣在線監(jiān)測中的應(yīng)用,為研制開發(fā)我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PM2.5在線監(jiān)測系統(tǒng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：PM2.5 重量法 除濕調(diào)溫 在線監(jiān)測 電子天平
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X84
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 PM2.5 的來源11-12
• 1.2 PM2.5 對環(huán)境和人體健康的影響12-15
• 1.2.1 PM2.5 對環(huán)境的影響12-13
• 1.2.2 PM2.5 對人體健康的影響13-15
• 1.3 PM2.5 監(jiān)測技術(shù)的研究進(jìn)展15-18
• 1.3.1 PM2.5 監(jiān)測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)15-16
• 1.3.2 PM2.5 監(jiān)測技術(shù)16-18
• 1.4 本文的工作及創(chuàng)新點(diǎn)18-20
• 1.4.1 本文的工作18-19
• 1.4.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 第2章 可行性方案分析20-26
• 2.1 監(jiān)測方法分析20-23
• 2.1.1 光散射法20
• 2.1.2 濾膜稱重法20-21
• 2.1.3 壓電晶體法21-22
• 2.1.4 Β 射線法22
• 2.1.5 振蕩天平法22-23
• 2.2 目前監(jiān)測技術(shù)所面臨的問題23-24
• 2.3 可行性分析24-26
• 第3章 在線監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)26-29
• 3.1 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)26-27
• 3.2 系統(tǒng)各主要子系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-28
• 3.2.1 沖擊式大氣串級采樣切割器27
• 3.2.2 除濕調(diào)溫系統(tǒng)27
• 3.2.3 采樣稱量系統(tǒng)27
• 3.2.4 傳感器測量系統(tǒng)27
• 3.2.5 智能控制系統(tǒng)27-28
• 3.2.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)28
• 3.3 本章小結(jié)28-29
• 第4章 沖擊式串級大氣采樣器29-33
• 4.1 設(shè)計(jì)原理29-30
• 4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇30-31
• 4.3 沖擊式大氣串級采樣器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-32
• 4.4 本章小結(jié)32-33
• 第5章 即時(shí)除濕調(diào)溫系統(tǒng)33-42
• 5.1 除濕調(diào)溫系統(tǒng)33-36
• 5.1.1 除濕調(diào)溫原理33-34
• 5.1.2 除濕調(diào)溫系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)34-35
• 5.1.3 工作流程35-36
• 5.2 運(yùn)行參數(shù)影響的研究實(shí)驗(yàn)36-37
• 5.2.1 樣品氣停留時(shí)間對除濕效果的影響36-37
• 5.2.2 干燥氣與樣品氣的流量比對樣品氣除濕效果的影響37
• 5.2.3 樣品氣含濕量對除濕效果的影響37
• 5.3 結(jié)果與討論37-41
• 5.3.1 樣品氣停留時(shí)間對除濕效果的影響37-38
• 5.3.2 干燥氣與樣品氣的流量比對除濕效果的影響38-39
• 5.3.3 樣品氣進(jìn)氣絕對含濕量對除濕效果的影響39-40
• 5.3.4 運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化選擇40-41
• 5.4 本章小結(jié)41-42
• 第6章 采樣稱量系統(tǒng)42-50
• 6.1 采樣稱量系統(tǒng)總體方案42-43
• 6.2 各主要功能模塊43-47
• 6.2.1 空氣樣品輸送模塊43
• 6.2.2 顆粒物捕集模塊43-46
• 6.2.3 濾膜夾升降模塊46-47
• 6.2.4 質(zhì)量稱量模塊47
• 6.2.5 智能控制模塊47
• 6.3 采樣稱量系統(tǒng)的工作流程47-49
• 6.4 本章小結(jié)49-50
• 第7章 總結(jié)與展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果57

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于電子天平稱重的PM2.5在線監(jiān)測系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：495558