气体、粉尘、烟尘采样仪在环境保护、职业卫生等部门以及冶金、煤炭化工、建材、纺织、电力等企业得到广泛应用。主要用于测量大气污染程度。国家质量技术监督局1995年给湖北省计量测试技术研究院下达了“便携式气体、粉尘、烟尘采样仪校验装置”(以下简称装置)的科研计划，以完成采样仪的量传工作，提高该类仪器的强检受检率。
一、装置组成及工作原理
装置由标准红外光电皂膜流量计、膜式流量计、标准孔口流量计、压力传感器、温度传感器、 微压传感器、微处理器、打印机及管道配件、机箱组成。
装置采用比较法，将被校表或气体流量计接在装置前端(如图)，启动抽气泵，气体流经被校表后到标准计量器，记录下流经被校表流量、标准计量器温度、表前压，利用以下公式算出被校表的误差:
 
装置原理方框图
QV=[(PSTm)/(PmTS)]0.5×QSn (1)
式中:QV——流量计在刻度状态下的实际流量；
PS、Pm——分别为标准计量器和被校表处的
气体绝对压力；
Tm、TS——分别为标准计量器和被校表处的气体绝对温度；
QSn——标准计量器在状态下的刻度流量。
示值误差为:
EI=(QVS—QV)/Qmax×100% (2)
式中:QVS——被校表的刻度流量；
Qmax——被校表的上限刻度流量。
二、装置技术指标
1.装置总不确定度:1%
流量测量范围:0.1L/min～1.2m3/min
2.装置微压测量范围:-1 kPa～1kPa
微压测量不确定度:1%
3.装置压力测量范围:-30kPa～30kPa
4.装置温度测量范围：（-30～50)℃
示值测量误差:≤0.5℃
三、技术方案及研制
1..流量标准器
在研制过程中，对传统流量计进行了技术改造，采用多模数变换齿轮盘与红外光电传感器传输皮膜流量计和皂膜流量计的测量信号，提高了这两类流量计的分辨率、量程比、测量准确度及重复性。技术上分层分段测量。
(1)第一层:红外传感光电皂膜流量计：（0.1～6)L/min
其中A段：（0.1～1.5)L/min
B段：（1.0～6.0) L/min
(2)第二层:红外传感膜式流量计：（5～80)L/min
其中A段：（5～20)L/min
B段：（20～80)L/min
(3)第三层:小孔口流量计：（80～150)L/min
(4)第四层:大孔口流量计：（0.8～1.2)m3/min
为了保证测量准确度，我们应用微电脑技术，标定时对每段的测试数据进行数字线性化处理，经反复调试，并引入了温度、大气压、表前压的修正。
2.微压传感器
为了保证孔口流量计测量准确度，我们采用美国原装SenSym1kPa微压传感器。标定过程中应用公式:
将拟合曲线输入微电脑，大大提高了孔口流量计的测量准确度和重复性。
微压传感器不但可以把压差信号转换成流量示值，而且还可以测量被校仪表的压力损失。
3.压力传感器
根据有关规程，采样仪有泵的抽气能力、负载能力及气路系统密封性等测试要求，压力范围从-2.5 kPa～1.5 kPa。标准表与被校表之间管路上也需要进行表前压的测量，其表前压一般不超过±2kPa。但为了满足今后发展的需要，我们仍将压力测量范围定在(-30～30)kPa。
4.温度传感器
为了完成现场温度测量及测量的自动化，我们采用直感式传感头，温度值直接进入电脑运算进行修正，温度范围：（30～50)℃，最小分度值为0.1℃。
5.微电脑测控系统
智能化也是装置的技术关键之一。电脑测控系统除需收集四层段流量测量信号，以及温度、压力测量信号，快速将数据进行处理并打印结果外，还有人机对话功能，标准表形式、被检表形式、温度、压力、大气压、瞬时流量、累积流量、设定时间等显示功能。
6.装置机体及其他
我们设计了一种立式壳机箱，箱体从中间打开，箱内嵌入海绵，再用配套铝板将其固定，达到耐冲耐撞的效果。
箱体内壁粘上绒布，减缓电缆、传感器探头与箱壁的磨擦碰撞。机箱框架采用高硬度铝合金，使之轻巧，整机重量不足11kg。机箱外部用黑色底面，白铝镶边，使外观高雅凝重、新颖、耀眼。
该装置于1998年通过了由国家局主持召开的技术鉴定会，并很快转化为产品，经过国家定型鉴定，获得了生产许可证。
该装置相当于一个流动式流量气体检测站，不仅能用于检测大气、烟尘、粉尘采样仪，还可测试氧气瓶上转子流量计、煤气表及气体涡街流量计等。
在国内环境污染日益严重的情况下实行环境监测，采取防范措施，根治污染源，提高测量的可靠性和准确性，已是今后的国策，其社会效益及推广前景十分可观。
[ 本帖最后由 yfcl 于 2008-3-3 22:28 编辑 ] |
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