本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法。

背景技術(shù)：

在環(huán)境監(jiān)測(cè)固定源廢氣顆粒物污染物采樣過程中，通常將顆粒物采樣管由采樣孔伸入煙道或排氣筒中，使采樣嘴置于測(cè)點(diǎn)上，正對(duì)氣流，按顆粒物等速采樣原理，抽取一定量的含塵氣體，根據(jù)采樣管濾筒上所捕集到的顆粒物量和同時(shí)抽取的氣體量，計(jì)算出排氣中的顆粒物濃度，由于顆粒物在煙道或排氣筒的分布是不均勻的，通常采用等速采樣和多點(diǎn)采樣的方法以獲得具有代表性的顆粒物樣品，大家都知道，如果直徑較大的圓形煙道或排氣筒（如直徑為2～4m），測(cè)點(diǎn)數(shù)達(dá)到8～20個(gè)，需要采用移動(dòng)采樣的方法逐點(diǎn)收集樣品，由于每個(gè)采樣點(diǎn)都需要停留一段時(shí)間，測(cè)量斷面就出現(xiàn)了時(shí)間差的問題，即存在樣品是在一個(gè)采樣斷面上不同時(shí)段的代表性誤差問題，且這種手工采樣的方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采樣人員來(lái)說(shuō)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、處于污染環(huán)境的時(shí)間較長(zhǎng)。中國(guó)發(fā)明專利（專利號(hào)為cn201020511673.0，專利名稱為顆粒物采樣管）公開了一種顆粒物采樣管，所述采樣管包括依次相連的采樣嘴、前彎管、濾筒和取樣管，所述前彎管的后端設(shè)有一圓形套管夾，所述濾筒通過其外圍的不銹鋼托和所述圓形套管夾固定于一濾筒夾管的內(nèi)部；其特征在于，所述濾筒夾管和所述取樣管的外壁設(shè)有加熱裝置，通過所述加熱裝置調(diào)節(jié)所述濾筒和所述取樣管內(nèi)的溫度。能夠在濕度較大的污染源管道中長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)取樣,極大避免了顆粒物采樣過程中其它干擾成分帶來(lái)的誤差;同步流速的測(cè)定保證了采樣時(shí)的采樣流速與管道內(nèi)煙氣的實(shí)際流速同步。中國(guó)發(fā)明專利（專利號(hào)為cn201610409501.4，專利名稱為一種用于固定污染源顆粒物的平行樣采樣槍）公開了一種用于固定污染源顆粒物的平行樣采樣槍，其特征是，包括槍柄，在槍柄的上端設(shè)置有保護(hù)管，保護(hù)管向前延伸，在保護(hù)管前設(shè)置有皮托管，皮托管與連接管相連接，連接管延伸至槍柄后端，在皮托管的兩側(cè)分別設(shè)置有第一進(jìn)樣道、第二進(jìn)樣道；第一進(jìn)樣道、第二進(jìn)樣道分別通過在支撐托設(shè)置的壓管與采樣頭相連接。本發(fā)明的采樣槍采用雙通道設(shè)計(jì)，可同時(shí)安裝兩個(gè)采樣頭，一支煙槍即可兩路通道同時(shí)采樣，完成對(duì)平行樣的采集，提高了采樣的準(zhǔn)確性，減少操作人員，且提高測(cè)量結(jié)果的可靠性。

現(xiàn)有技術(shù)1提出同步流速的測(cè)定和設(shè)計(jì)加熱裝置調(diào)節(jié)濾筒和取樣管內(nèi)的溫度來(lái)解決顆粒物現(xiàn)場(chǎng)采樣的準(zhǔn)確性問題，但是對(duì)直徑較大的煙道或排氣筒，依然沒有解決移動(dòng)采樣時(shí)在一個(gè)采樣斷面上不同時(shí)段的樣品代表性誤差的問題。現(xiàn)有技術(shù)2采樣槍采用雙通道設(shè)計(jì)，安裝兩個(gè)采樣頭來(lái)完成對(duì)平行樣的采集，實(shí)質(zhì)上環(huán)境保護(hù)部《固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（hj/t397-2007）并未提出平行樣的采集要求，但是樣品數(shù)量增加，也是能夠有效提高了采樣的準(zhǔn)確性的一種方法。但是對(duì)直徑較大的煙道或排氣筒，依然沒有解決移動(dòng)采樣時(shí)在一個(gè)采樣斷面上不同時(shí)段的樣品代表性誤差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法，其特征是：

步驟一，在伸入采樣孔前，采樣管的前段組件、步進(jìn)連桿機(jī)構(gòu)、后段組件保持在一條直線上，然后沿采樣斷面進(jìn)入采樣孔，根據(jù)煙道或排氣筒的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，通過采樣管的伸進(jìn)長(zhǎng)度確定旋翼組件的中心落在煙道或排氣筒的中軸線位置上，啟動(dòng)后段組件的步進(jìn)氣缸組件牽引步進(jìn)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使前段組件和后段組件的夾角保持直角狀態(tài)，從而使前段組件中的采樣嘴正對(duì)氣流。

步驟二，啟動(dòng)折疊氣缸組件，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉸接組件運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)鉸接組件推動(dòng)折疊連桿組件沿槽杯的槽道向前滑動(dòng)，由折疊狀態(tài)轉(zhuǎn)為伸展?fàn)顟B(tài)，同時(shí)彈簧中心軸組件也沿軸線伸展，彈簧中心軸組件、旋翼槳葉、折疊連桿組件呈平面三角形狀態(tài)，彈簧中心軸組件和折疊連桿組件在旋翼槳葉方向的分力幫助旋翼槳葉繃直。

步驟三，旋翼槳葉在煙道或排氣筒內(nèi)迎著氣流，氣流給旋翼槳葉的壓力轉(zhuǎn)化為旋翼槳葉的驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)旋翼槳葉旋轉(zhuǎn)，旋翼槳葉帶動(dòng)折疊連桿組件、旋轉(zhuǎn)鉸接體、彈簧中心軸組件、槽杯一同旋轉(zhuǎn)，為保證旋翼槳葉平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)和減少所受到的摩擦力，聯(lián)接套座設(shè)計(jì)了軸承組件ⅰ、軸承座，旋轉(zhuǎn)鉸接組件設(shè)計(jì)了軸承組件ⅱ。

步驟四，待旋翼槳葉的轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定后，啟動(dòng)采樣氣泵，通過固定在軸承座上的采樣嘴，收集廢氣樣品，經(jīng)波紋軟管輸送到濾筒內(nèi)，采樣完畢后，逆向依次完成上述步驟從采樣孔取出采樣管。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如同風(fēng)車和直升機(jī)的旋翼原理一般，采樣管的旋翼組件在煙道或排氣筒內(nèi)迎著氣流，氣流給旋翼槳葉的壓力轉(zhuǎn)化為旋翼槳葉的驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)旋翼槳葉旋轉(zhuǎn)，氣流經(jīng)旋翼槳葉切割后穿出，損失了一部分功率且在旋翼槳葉后形成一個(gè)穩(wěn)定的滑動(dòng)流場(chǎng)，氣流裹挾的顆粒物就經(jīng)旋翼槳葉“攪拌混合”進(jìn)入這一圓柱形的穩(wěn)定滑動(dòng)流場(chǎng)中，使流場(chǎng)中的單位體積內(nèi)的分布的含塵量較為均勻，對(duì)于直徑較大的煙道或排氣筒，選擇旋翼槳葉后圓柱形的穩(wěn)定滑動(dòng)流場(chǎng)中的某個(gè)點(diǎn)作為采樣點(diǎn)能夠有效代表顆粒物這一時(shí)間段內(nèi)的排放濃度，從而提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而有效解決移動(dòng)采樣時(shí)在一個(gè)采樣斷面上不同時(shí)段的樣品代表性誤差的問題。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)固定源廢氣顆粒物污染物采樣過程中，通常將顆粒物采樣管由采樣孔伸入煙道或排氣筒中，使采樣嘴置于測(cè)點(diǎn)上，正對(duì)氣流，實(shí)質(zhì)上采樣管需要完成兩個(gè)動(dòng)作，其一，從一般垂直于煙道或排氣筒軸線的采樣孔（采樣斷面）伸入；其二，采樣管上的采樣嘴調(diào)整后正對(duì)氣流方向，因此發(fā)明人設(shè)計(jì)了步進(jìn)連桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成以上動(dòng)作，由于設(shè)置在煙道或排氣筒的采樣孔大小限制，采樣管從采樣孔伸入或取出時(shí)，采樣管前、后段組件成“一”字型，在管內(nèi)時(shí)采樣管前段組件（采樣嘴、旋翼組件等）折疊，前、后段組件成直角狀態(tài)，使采樣嘴正對(duì)氣流。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于采樣孔開孔大小的限制，采樣管尺寸盡可能設(shè)計(jì)得較小，因此借鑒了折疊傘連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，即折疊連桿組件沿槽道滑動(dòng)時(shí)，與連接的旋翼槳葉一同完成張開和收合的動(dòng)作。同時(shí)為使旋翼槳葉繞中心軸旋轉(zhuǎn)，聯(lián)接套座和旋轉(zhuǎn)鉸接組件均設(shè)計(jì)了軸承組件和定位裝置。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明至少含有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，如同風(fēng)車和直升機(jī)的旋翼原理一般，采樣管的旋翼組件在煙道或排氣筒內(nèi)迎著氣流，氣流給旋翼槳葉的壓力轉(zhuǎn)化為旋翼槳葉的驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)旋翼槳葉旋轉(zhuǎn)，氣流經(jīng)旋翼槳葉切割后穿出，損失了一部分功率且在旋翼槳葉后形成一個(gè)穩(wěn)定的滑動(dòng)流場(chǎng)，氣流裹挾的顆粒物就經(jīng)旋翼槳葉“攪拌混合”進(jìn)入這一圓柱形的穩(wěn)定滑動(dòng)流場(chǎng)中，使流場(chǎng)中的單位體積內(nèi)的分布的含塵量較為均勻，對(duì)于直徑較大的煙道或排氣筒，選擇旋翼槳葉后圓柱形的穩(wěn)定滑動(dòng)流場(chǎng)中的某個(gè)點(diǎn)作為采樣點(diǎn)能夠有效代表顆粒物這一時(shí)間段內(nèi)的排放濃度，從而提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而有效解決移動(dòng)采樣時(shí)在一個(gè)采樣斷面上不同時(shí)段的樣品代表性誤差的問題；第二，降低現(xiàn)場(chǎng)采樣人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和暴露在污染環(huán)境的時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法的a大樣結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法的b局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法的c大樣結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法的d大樣結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法的e向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法的f局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法的g向結(jié)構(gòu)示意圖。

1－前段組件2－步進(jìn)連桿機(jī)構(gòu)3－后段組件4－波紋軟管

5－旋翼組件6－彈簧中心軸組件7－折疊連桿組件8－聯(lián)接套座

9－采樣嘴10－槽杯11－軸承組件ⅰ12－軸承座

13－步進(jìn)氣缸組件14－折疊氣缸組件15－旋轉(zhuǎn)鉸接組件

16－旋轉(zhuǎn)鉸接體17－軸承組件ⅱ18－旋翼槳葉19－槽道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示，一種固定源廢氣顆粒物采樣管的使用方法，其特征是：

步驟一，在伸入采樣孔前，采樣管的前段組件1、步進(jìn)連桿機(jī)構(gòu)2、后段組件3保持在一條直線上，然后沿采樣斷面進(jìn)入采樣孔，根據(jù)煙道或排氣筒的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，通過采樣管的伸進(jìn)長(zhǎng)度確定旋翼組件5的中心落在煙道或排氣筒的中軸線位置上，啟動(dòng)后段組件3的步進(jìn)氣缸組件13牽引步進(jìn)連桿機(jī)構(gòu)2運(yùn)動(dòng)，使前段組件1和后段組件3的夾角保持直角狀態(tài)，從而使前段組件1中的采樣嘴9正對(duì)氣流。

步驟二，啟動(dòng)折疊氣缸組件14，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉸接組件15運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)鉸接組件15推動(dòng)折疊連桿組件7沿槽杯10的槽道19向前滑動(dòng)，由折疊狀態(tài)轉(zhuǎn)為伸展?fàn)顟B(tài)，同時(shí)彈簧中心軸組件6也沿軸線伸展，彈簧中心軸組件6、旋翼槳葉18、折疊連桿組件7呈平面三角形狀態(tài)，彈簧中心軸組件6和折疊連桿組件7在旋翼槳葉18方向的分力幫助旋翼槳葉18繃直。

步驟三，旋翼槳葉18在煙道或排氣筒內(nèi)迎著氣流，氣流給旋翼槳葉18的壓力轉(zhuǎn)化為旋翼槳葉18的驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)旋翼槳葉18旋轉(zhuǎn)，旋翼槳葉18帶動(dòng)折疊連桿組件7、旋轉(zhuǎn)鉸接體16、彈簧中心軸組件6、槽杯10一同旋轉(zhuǎn)，為保證旋翼槳葉18平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)和減少所受到的摩擦力，聯(lián)接套座8設(shè)計(jì)了軸承組件ⅰ11、軸承座12，旋轉(zhuǎn)鉸接組件15設(shè)計(jì)了軸承組件ⅱ17。

步驟四，待旋翼槳葉5的轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定后，啟動(dòng)采樣氣泵，通過固定在軸承座12上的采樣嘴9，收集廢氣樣品，經(jīng)波紋軟管4輸送到濾筒內(nèi)，采樣完畢后，逆向依次完成上述步驟從采樣孔取出采樣管。