Đối vớiChất lượng PM2.5Vật liệu lấy mẫu vật liệu hạt được tối ưu hóa để giảm độ lệch lắng đọng vật chất hạt, có thể tập trung vàoLựa chọn vật liệu đầu lấy mẫuBa mặt bắt đầu, công nghệ xử lý bề mặt và thiết kế chống hấp thụ kết cấu, kết hợp với sáng tạoJCH-120F-1Đặc điểm kỹ thuật của máy lấy mẫu, đề xuất phương án tối ưu sau đây:

I. Nâng cấp vật liệu đầu lấy mẫu: chất nền hợp kim nhôm+Lớp phủ trơ

1. Lợi thế tự nhiên của chất nền hợp kim nhôm

Sáng tạo polyJCH-120F-1Loại sampler đã sử dụng vật liệu hợp kim nhôm làm thân máy lấy mẫu, lợi thế của nó là:

Kích thước: Freesize (≤106Ω), có thể làm giảm hiệu quả sự hấp phụ tĩnh điện do ma sát trong quá trình lấy mẫu. Thí nghiệm cho thấy đầu lấy mẫu hợp kim nhôm trong môi trường khô (độ ẩm tương đối)30%Độ lệch lắng đọng của hạt thấp hơn so với vật liệu nhựa40%。

Kích thước: Freesize (237W / m · K), trong môi trường nhiệt độ cao (chẳng hạn như lấy mẫu ngoài trời vào mùa hè), sự khác biệt nhỏ giữa nhiệt độ bề mặt của đầu lấy mẫu và nhiệt độ dòng không khí, để tránh sự phục hồi hoặc lắng đọng không đồng đều của vật chất hạt do giãn nở nhiệt.

Kích thước: Freesize (HB ≥ 120) cao hơn nhiều so với nhựa, có thể chịu được tác động trong quá trình vận chuyển hoặc lắp đặt mẫu, ngăn ngừa biến dạng đầu mẫu gây ra rối loạn luồng không khí.

2. Tối ưu hóa lớp phủ bề mặt

Để giảm thêm sự lắng đọng vật chất hạt, các lớp phủ sau đây có thể được thêm vào bề mặt hợp kim nhôm:

Hạt chia organic (Sản phẩm PTFE) Lớp phủ: Độ dày được kiểm soát trong5-10μmBề mặt có thể thấp18-22mN / m,Làm giảm độ bám dính của vật liệu hạt với bề mặt đầu lấy mẫu70%Một thử nghiệm so sánh trong phòng thí nghiệm cho thấy,Sản phẩm PTFEĐầu lấy mẫu phủ trongChất lượng PM2.5Tỷ lệ mất hạt trong mẫu từ3.2%Giảm0.8%。

Lớp phủ Nano Silica: bằng sol-Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (Ra ≤ 0,2 μm) Giảm diện tích tiếp xúc giữa các hạt và bề mặt. Lớp phủ này cho phépPM10Giảm độ lệch mẫu25%Đặc biệt thích hợp cho môi trường có độ ẩm cao (RH)80%）。

II. Cấu trúc chống hấp phụ thiết kế: sắp xếp hợp lý+Giao diện chống tĩnh

1. Thiết kế đầu mẫu hợp lý

Tối ưu hóa chuyển tiếp bề mặt: Thay đổi các cạnh góc phải của lối vào đầu lấy mẫu thànhR = 5mmGóc tròn, giảm hiện tượng tách dòng khí.CFDMàn hình mô phỏng, thiết kế sắp xếp hợp lý có thể làm giảm cường độ nhiễu loạn bên trong đầu lấy mẫu30%,Tăng tính đồng nhất lắng đọng hạt vật chất15%。

Cấu trúc ống thu nhỏ: Đường kính đầu vào của đầu lấy mẫu được thiết kế nhưΦ40mmĐường kính đầu ra giảm dần.Φ25mmHình thành dòng khí gia tốc.5m / giâyTăng lên.12m / giây))) Sử dụng hiệu ứng quán tính để giảm các hạt nhỏ.Chất lượng PM1.0REFERENCES [Tên bảng tham chiếu] ( Các thí nghiệm cho thấy cấu trúc này có thểChất lượng PM2.5Cải thiện hiệu quả lấy mẫu10%。

2. Thiết kế giao diện chống tĩnh

Vòng đệm cao su dẫn điện: cao su dẫn điện (điện trở suất thể tích) được sử dụng tại kết nối của đầu lấy mẫu với kẹp màng lọc≤10³ Ω· cm), dẫn tĩnh điện vào đất của vỏ lấy mẫu, tránh các cạnh của màng lọc do hấp phụ tĩnh điện của vật chất hạt. Một thử nghiệm hiện trường cho thấy giao diện cao su dẫn điện có thể làm giảm lượng lắng đọng hạt ở rìa màng lọc60%。

Kết nối ren kim loại Thay đổi kết nối đầu lấy mẫu với thân máy lấy mẫuM16 × 1,5Chủ đề kim loại, tiếp xúc kháng≤ 0,1 ΩBảo đảm tĩnh điện dẫn thông. So với sợi nhựa, kết nối ren kim loại có thể làm cho khả năng chống tĩnh điện tổng thể của mẫu tăng lên5Gấp đôi.

III. Tối ưu hóa khả năng thích ứng môi trường: Kiểm soát độ ẩm và nhiệt độ

1. Lớp phủ kỵ nước đối phó với độ ẩm cao

Lớp phủ nhựa fluorocarbon: Phun nhựa fluorocarbon trên tường bên trong của đầu lấy mẫu (góc tiếp xúc>110°), làm cho các giọt nước hình thành các cuộn hình cầu trên bề mặt và giảm ảnh hưởng của độ ẩm đối với sự lắng đọng của các hạt vật chất. Các thí nghiệm cho thấy rằng trong độ ẩm tương đối90%Trong môi trường, lớp phủ nhựa fluorocarbon có thể làm choChất lượng PM2.5Độ lệch mẫu từ15%Giảm5%。

Tích hợp mô-đun sưởi: nhúng bên trong đầu lấy mẫuPTCTấm sưởi ấm (điện)5WKhi nhiệt độ môi trường5℃Tự động khởi động khi giữ nhiệt độ bề mặt đầu lấy mẫu cao hơn luồng không khí2-3℃Tránh cho hơi nước ngưng kết dẫn đến sự dính dính của các hạt. Một trường hợp lấy mẫu mùa đông cho thấy mô-đun sưởi có thể làm choPM10Cải thiện ổn định dữ liệu lấy mẫu30%。

2. Ứng dụng vật liệu bù nhiệt độ

Hỗ trợ hợp kim bộ nhớ Cấu trúc hỗ trợ đầu lấy mẫu sử dụng hợp kim niken-titan (hệ số giãn nở dây)≤12×10 ⁻⁶/℃), trong-20℃Đến50℃Thay đổi kích thước trong môi trường0,02 mmTránh cho đầu lấy mẫu không kín với kẹp màng lọc do nóng và lạnh co lại. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng giá đỡ hợp kim bộ nhớ có thể làm cho bộ lấy mẫuỞ nhiệt độ cực caoTỷ lệ rò rỉ ở mức độ từ0.5%Giảm0.1%。

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Một trạm giám sát môi trường cấp tỉnh tiến hành kiểm tra so sánh máy lấy mẫu sau khi tối ưu hóa:

Điều kiện thử nghiệm:Chất lượng PM2.5Tập trung300 μg / m³Độ ẩm tương đối85%Nhiệt độ25℃。

Kết quả kiểm tra:

Trước khi tối ưu hóa (không có lớp phủ cho chất nền hợp kim nhôm): độ lệch lắng đọng vật chất hạt8.2%,Tỷ lệ mất cạnh màng lọc3.5%。

Sau khi tối ưu hóa (hợp kim nhôm)+ PTFETrang chủ+Thiết kế hợp lý: Độ lệch lắng đọng vật chất hạt2.1%,Tỷ lệ mất cạnh màng lọc0.7%。

Kết luận: Tối ưu hóa vật liệu và cấu trúc có thể làm tăng độ chính xác tổng thể của mẫu3Gấp đôi, thỏa mãnHJ / T 93-2013B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)≤5%）。

Kết luận

Thông qua nâng cấp chất nền hợp kim nhôm, lớp phủ trơ bề mặt, cấu trúc sắp xếp hợp lý và tối ưu hóa toàn diện giao diện chống tĩnh điện,Chất lượng PM2.5Độ lệch lắng đọng vật chất hạt của bộ lấy mẫu vật chất hạt có thể được giảm đáng kể. Trong tương lai, vật liệu nano và3DSự phát triển của công nghệ in, vật liệu lấy mẫu sẽ phát triển theo hướng nhẹ hơn và chính xác hơn, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật đáng tin cậy hơn cho việc giám sát ô nhiễm không khí.