CN109357928B - 气溶胶稀释器稀释比的校准装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气溶胶稀释器稀释比的校准装置及其方法，包括垂直设置的圆柱状腔体，圆柱状腔体的上端为进气端，下端为出气端；圆柱状腔体内自上而下依次设有过滤器、2块气流均流板、2个等动力采样头以及风机；还包括气溶胶发生器以及与其相连通的气溶胶均匀发雾头，气溶胶均匀发雾头设于气流均流板之间；圆柱状腔体的侧面还设有2个接口，2个接口分别与相对应的等动力采样头的出气端相连通；其中一个接口与第一检测器相连，另一个接口与待测气溶胶稀释器的进气口相连通；待测气溶胶稀释器的出气口与第二检测器相连通；通过本发明能够对待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比以及质量浓度稀释比进行校准测评，更符合实际使用要求。

Description

气溶胶稀释器稀释比的校准装置及其方法

技术领域

本发明涉及计量检测技术，更具体地说，是涉及一种用于气溶胶稀释器稀释比的校准装置及其方法。

背景技术

气溶胶稀释器是对高效过滤器及高效过滤器安装后检漏测试时使用的辅助测试设备。目前，随着各制药及医疗卫生企事业单位对于生产净化区域和净化设备的洁净要求逐渐提高，广泛要求对高效过滤器和净化类产品的过滤终端进行检漏测试，验证相关区域和相关设备是否满足净化要求。因此气溶胶稀释器稀释比数值的准确性直接影响到对洁净环境的最终测试结果。

气溶胶稀释器的主要作用就是将上游气溶胶的计数浓度或质量浓度进行稀释。现有技术中对于气溶胶稀释器稀释比的校准，主要采用流量稀释比作为气溶胶稀释器稀释比的校准结果，目前通过大量实验可知，若仅采用流量稀释比对气溶胶稀释器的稀释比进行校准，而不对气溶胶稀释器的计数浓度稀释比以及质量浓度稀释比进行校准，由于两者之间并不相等且数值相差较大，往往会将不合格的产品判断为合格产品，进而影响使用者对洁净环境的测试结果。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种气溶胶稀释器稀释比的校准装置及其方法。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

根据本发明的第一方面，提供了一种气溶胶稀释器稀释比的校准装置，

包括垂直设置的圆柱状腔体，所述圆柱状腔体的上端为进气端，下端为出气端；所述圆柱状腔体内自上而下依次设有过滤器、2块上下水平设置的气流均流板、2个位于同一水平面上的等动力采样头以及风机，所述过滤器设于所述进气端，所述风机设于所述出气端；

还包括气溶胶发生器以及与其相连通的气溶胶均匀发雾头，所述气溶胶均匀发雾头设于所述2块气流均流板之间；

所述圆柱状腔体的侧面还设有2个接口，所述2个接口分别与相对应的等动力采样头的出气端相连通；其中一个接口与第一检测器相连，另一个接口与待测气溶胶稀释器的进气口相连通；所述待测气溶胶稀释器的出气口与第二检测器相连通；

所述第一检测器以及所述第二检测器均为尘埃粒子计数器，或者所述第一检测器以及所述第二检测器均为气溶胶光度计。

所述圆形气流均流板上均匀间隔设有若干个通孔。

所述通孔的直径在3mm以内。

所述气溶胶均匀发雾头为圆环形结构，所述气溶胶均匀发雾头的上面封闭，下面沿圆环的周向均匀间隔设有若干个发雾孔。

所述发雾孔的直径在2mm以内。

所述风机以及所述出气端之间还设有过滤器。

根据本发明的第二方面，还提供了一种实现本发明的第一方面的校准装置的校准方法，

若所述气溶胶发生器内的气溶胶采用PSL(聚苯乙烯乳胶球)标准溶液时，则调节气溶胶发生器的发雾压力值≤20PSI，调节所述风机的运行频率值≤20Hz，使得经过所述等动力采样头的垂直气流的流速范围为0.3～0.5m/s，经过所述等动力采样头的直径≥0.5μm的尘粒的含尘浓度≥30000粒/L；

分别读取两个尘埃粒子计数器的数值，其中设于第一检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cm1，设于第二检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cs1，两个读数的比值即为待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比。

所述校准方法还包括以下步骤：

将所述两个接口互换并再次读取两个尘埃粒子计数器的数值，其中设于第一检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cm2，设于第二检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cs2，待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比δ为：

根据本发明的第三方面，还提供了一种实现本发明第一方面的校准装置的校准方法，

若所述气溶胶发生器内的气溶胶采用PAO-4溶液时，则调节气溶胶发生器的发雾压力值≤20PSI，调节所述风机的运行频率值≤20Hz，使得经过所述等动力采样头的垂直气流的流速范围为0.3～0.5m/s，经过所述等动力采样头的含尘浓度范围为15～22μg/L；

分别读取两个气溶胶光度计的数值，其中设于第一检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cm1，设于第二检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cs1，两个读数的比值即为待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比。

所述校准方法还包括以下步骤：

将所述两个接口互换并再次读取两个气溶胶光度计的数值，其中设于第一检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cm2，设于第二检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cs2，待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比δ为：

与现有技术相比，采用本发明的一种用于气溶胶稀释器稀释比的校准装置及其方法，通过气溶胶发生器将气溶胶通入气溶胶均匀发雾头，并通过气溶胶均为发雾头形成均匀的气溶胶气雾。在圆柱状腔体的进气端安装了过滤器可使进入的空气成为洁净空气，在风机的带动下，洁净空气通过上层的气流均流板使通过的气流形成均匀的层流空气，层流气流再将气溶胶均匀发雾头产生的气溶胶气雾均匀带离，并再次通过下层的气流均流板，这样在等动力采样头上方形成均匀的气溶胶源，方便后续的计数浓度稀释比或者质量浓度稀释比的校准。通过本发明能够对于待测气溶胶稀释器的稀释比进行多方面的校准测评，使其更符合实际使用要求，本发明还具有结构简单操作方便等特点。

附图说明

图1是本发明的实施例的原理示意图；

图2是图1中的气流均流板的俯视图；

图3是图1中的气溶胶均匀发雾头的俯视图；

图4是图1中的气溶胶均匀发雾头的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1所示的一种气溶胶稀释器稀释比的校准装置，包括垂直设置的圆柱状腔体11，所述圆柱状腔体的上端为进气端，下端为出气端；在圆柱状腔体内沿其轴向自上而下依次设有过滤器12、2块上下水平设置的圆形的气流均流板13、2个位于同一水平面上的等动力采样头14以及风机15，过滤器12设于进气端，风机15设于出气端。

如图2所示的气流均流板的厚度≤15mm，在其圆平面上均匀间隔满布直径≤3mm的通孔131。

还包括气溶胶发生器16以及气溶胶均匀发雾头17，气溶胶均匀发雾头的外端与气溶胶发生器相连通，气溶胶均匀发雾头的内端从圆柱状腔体的侧面水平伸入圆柱状腔体内并设于2块气流均流板的中间位置。

气溶胶均匀发雾头可以采用如图3、4的圆环形结构，气溶胶均匀发雾头的上面封闭，下面沿环形气溶胶均匀发雾头的周向均匀间隔设有若干个直径≤2mm的发雾孔171，发雾孔的开孔面垂直向下，该结构不仅能够使垂直向下的洁净气流将气溶胶均匀发雾头产生的气溶胶垂直向下带离，而且还有利于在等动力采样头的上方产生浓度均匀的气溶胶。

较佳地，在风机的后侧安装过滤器18可使排放到圆柱状腔体外面的空气成为洁净空气，避免环境受到气溶胶的污染。

在此需要说明的是，过滤器12、18均需达到以下的要求：对于0.3μm及以上气溶胶粒子的过滤效率应高于99.99％。

圆柱状腔体的侧面还设有2个接口19，2个接口分别与相对应的等动力采样头的出气端相连通；其中一个接口与第一检测器20相连，另一个接口与待测气溶胶稀释器30的进气口相连通；所述待测气溶胶稀释器的出气口与第二检测器21相连通；

若进行计数浓度稀释比的校准，那么第一检测器以及第二检测器均采用尘埃粒子计数器；若进行质量浓度稀释比的校准，那么第一检测器以及第二检测器均采用气溶胶光度计。

1)对于待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比的校准可以采用如下的步骤：

气溶胶发生器内的气溶胶采用PSL标准溶液，调节气溶胶发生器的发雾压力值≤20PSI，调节风机的运行频率值≤20Hz，使得经过等动力采样头的垂直气流的流速范围为0.3～0.5m/s，经过等动力采样头的直径≥0.5μm的尘粒的含尘浓度≥30000粒/L；在上述条件下可产生稳定及均匀的气溶胶。

对于两个等动力采样头同时进行等流量采样，并分别读取两个尘埃粒子计数器的数值，其中设于第一检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cm1，设于第二检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cs1，两个读数的比值即为待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比。

现有的尘埃粒子计数器对于作为第一粒径档尘埃粒子直径≥0.3μm的计数浓度时，其计数浓度的效率在50％±20％，因此对于尘埃粒子直径≥0.3μm的总计数浓度是有较大偏差的。而对于第二粒径档尘埃粒子直径≥0.5μm的计数浓度，其计数浓度的效率在100％，所以对于≥0.5μm的计数浓度数据是可信可靠的。

较佳地，为了避免尘埃粒子计数器公差而造成的校准偏差的问题，还可以将两个接口互换并再次读取两个尘埃粒子计数器的数值，其中设于第一检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cm2，设于第二检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cs2，待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比δ为：

根据两次测量的平均值来计算待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比，可有效减小系统误差。

需要说明的是，采用本方法对于标称稀释比为200∶1的待测气溶胶稀释器进行计数浓度稀释比校准，其校准数据在198:1至202：1之间，准确度等级高，检测结果更加接近真实值。

2)对于待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比的校准可以采用如下的步骤：

气溶胶发生器内的气溶胶采用PAO-4溶液，调节气溶胶发生器的发雾压力值≤20PSI，调节风机的运行频率值≤20Hz，使得经过等动力采样头的垂直气流的流速范围为0.3～0.5m/s，经过等动力采样头的含尘浓度范围为15～22μg/L；在上述条件下可产生稳定及均匀的气溶胶。将含尘浓度控制在15～22μg/L，使其更接近实际工况条件下使用的含尘浓度范围15～20μg/L，这样对于待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比可获得更好的校准结果；同时减少对过滤器18的污染。

对于两个等动力采样头同时进行等流量采样，并分别读取两个气溶胶光度计的数值，其中设于第一检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cm1，设于第二检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cs1，两个读数的比值即为待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比。

较佳地，为了避免气溶胶光度计公差而造成的校准偏差的问题，还可以将两个接口互换并再次读取两个气溶胶光度计的数值，其中设于第一检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cm2，设于第二检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cs2，待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比δ为：

根据两次测量的平均值来计算待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比，可有效减小系统误差。

需要说明的是，采用本方法对于标称稀释比为200∶1的待测气溶胶稀释器进行质量浓度稀释比校准，其校准数据在198:1至202：1之间，准确度等级高，检测结果更加接近真实值。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种气溶胶稀释器稀释比的校准装置，其特征在于，

包括垂直设置的圆柱状腔体，所述圆柱状腔体的上端为进气端，下端为出气端；所述圆柱状腔体内自上而下依次设有过滤器、2块上下水平设置的气流均流板、2个位于同一水平面上的等动力采样头以及风机，所述过滤器设于所述进气端，所述风机设于所述出气端；

还包括气溶胶发生器以及与其相连通的气溶胶均匀发雾头，所述气溶胶均匀发雾头设于所述2块气流均流板之间；

所述圆柱状腔体的侧面还设有2个接口，所述2个接口分别与相对应的等动力采样头的出气端相连通；其中一个接口与第一检测器相连，另一个接口与待测气溶胶稀释器的进气口相连通；所述待测气溶胶稀释器的出气口与第二检测器相连通；

所述第一检测器以及所述第二检测器均为尘埃粒子计数器，或者所述第一检测器以及所述第二检测器均为气溶胶光度计；

所述气流均流板的厚度≤15mm；

所述气流均流板上均匀间隔设有若干个通孔；

所述气溶胶均匀发雾头为圆环形结构，所述气溶胶均匀发雾头的上面封闭，下面沿圆环的周向均匀间隔设有若干个发雾孔。

2.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，

所述通孔的直径在3mm以内。

3.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，

所述发雾孔的直径在2mm以内。

4.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，

所述风机以及所述出气端之间还设有过滤器。

5.一种实现权利要求1所述的校准装置的校准方法，其特征在于，

若所述气溶胶发生器内的气溶胶采用PSL标准溶液时，则调节气溶胶发生器的发雾压力值≤20PSI，调节所述风机的运行频率值≤20Hz，使得经过所述等动力采样头的垂直气流的流速范围为0.3～0.5m/s，经过所述等动力采样头的直径≥0.5μm的尘粒的含尘浓度≥30000粒/L；

分别读取两个尘埃粒子计数器的数值，其中设于第一检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cm1，设于第二检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cs1，两个读数的比值即为待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比。

6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，

所述校准方法还包括以下步骤：

将所述2个接口互换并再次读取两个尘埃粒子计数器的数值，其中设于第一检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cm2，设于第二检测器位置的尘埃粒子计数器的读数为Cs2，待测气溶胶稀释器的计数浓度稀释比δ为：

7.一种实现权利要求1所述的校准装置的校准方法，其特征在于，

若所述气溶胶发生器内的气溶胶采用PAO-4溶液时，则调节气溶胶发生器的发雾压力值≤20PSI，调节所述风机的运行频率值≤20Hz，使得经过所述等动力采样头的垂直气流的流速范围为0.3～0.5m/s，经过所述等动力采样头的含尘浓度范围为15～22μg/L；

分别读取两个气溶胶光度计的数值，其中设于第一检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cm1，设于第二检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cs1，两个读数的比值即为待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比。

8.根据权利要求7所述的校准方法，其特征在于，

所述校准方法还包括以下步骤：

将所述2个接口互换并再次读取两个气溶胶光度计的数值，其中设于第一检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cm2，设于第二检测器位置的气溶胶光度计的读数为Cs2，待测气溶胶稀释器的质量浓度稀释比δ为：