【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及環境監測，具體涉及一種便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器。
技術介紹
1、黑碳(bc)是化石燃料(主要是柴油和煤)燃燒和生物質燃燒過程中產生的煙塵的主要成分，對健康、環境和氣候的重大影響，近些年來已經逐步成為全世界研究熱點之一。
2、無論是校準黑碳濃度測量儀器還是做與黑碳相關的科研實驗，人們都需要一個穩定的黑碳源。與氣體不同，黑碳氣溶膠無法儲存。黑碳顆粒的凝聚、沉淀以及老化等過程會導致顆粒數量、表面和質量的損失，使得氣溶膠樣品中發生平均顆粒直徑增加等等變化。
3、用于科研實驗的黑碳源要滿足顆粒特性穩定、在線連續發生與所監測氣體特性相似的要求。現在的黑碳氣溶膠發生器可以分為兩類：預混火焰黑碳發生器(例如mckenna燃燒器)和擴散火焰黑碳發生器(例如santoro燃燒器、倒置式燃燒器(inverted?burner))；其中，現有的倒置火焰黑碳氣溶膠發生器能夠產生不同尺寸和濃度的黑碳氣溶膠，但在流量控制不好或者結構設計不合理的情況下，火焰會不穩定；同時其體積尺寸大、不便攜，且輸出氣量同樣很大，在真實使用過程中，大部分的黑碳氣溶膠會做排空處理，不僅造成污染，還會增加不必要的氣體消耗，加重科研負擔。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，本專利技術提供了一種便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，能夠產生不同粒徑、不同濃度范圍的穩定、純凈的黑碳氣溶膠，在滿足實驗氣量的同時縮小了儀器尺寸，成為一種便攜式儀器。
2、本專利技術提供了一種便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠
3、所述進氣系統1、燃燒點火系統2、稀釋系統3、采樣系統4、智能控制系統5和安全保護系統6固定安裝在固定箱體中，得到黑碳氣溶膠發生器；所述黑碳氣溶膠發生器處于垂直穩定狀態并保持正常工作溫度；
4、本專利技術一個實施例中，所述進氣系統1包括燃料進氣管1-1、助燃氣進氣管1-2、微孔布流板1-3、連接法蘭一1-4、密封一1-5和燃燒頭1-6；
5、進一步的，所述燃料進氣管1-1沿縱軸設置于所述助燃氣進氣管1-2內部，貫穿所述助燃氣進氣管的上端；
6、所述燃料進氣管1-1的上端設置燃料進氣口，所述助燃氣進氣管1-2的右側設置助燃氣進氣口，如圖1；所述燃料進氣管1-1的下端連接燃燒頭1-6，用于供給燃料氣體；
7、所述微孔布流板1-3設置在所述燃料進氣管1-2和助燃氣進氣管1-1之間，使得助燃氣能過均勻進入燃燒點火系統2；所述燃料進氣管1-1的燃料進氣口和助燃氣進氣管1-2的助燃氣進氣口分別連接所述安全保護系統6；
8、所述助燃氣進氣管1-2的下端連接燃燒點火系統2；所述連接法蘭一1-4通過密封銅圈一1-5設置在所述助燃氣進氣管1-2的下端外圍；進一步的，燃料通過所述燃料進氣管1-1進入發生器，從燃燒頭1-6均勻流出，得到均勻的燃料；助燃氣體通過助燃氣進氣管1-2進入發生器，經過微孔布流板1-3后均勻流出，得到均勻的助燃氣。
9、進一步的，所述固定箱體包括箱體背板、箱體側板、上部托板和下部托板；
10、更進一步，所述固定箱體為金屬材質；
11、所述箱體背板設置風扇；所述箱體側板設有出風口，使得系統能夠長時間保持恒定工作溫度，增加了系統輸出氣溶膠的穩定性，同時增強了整個裝置的安全性能；
12、更進一步，所述連接法蘭一1-4與固定箱的上部托板連接；
13、更進一步，所述燃燒頭1-6為鈍體結構；所述鈍體為環形圓臺狀；如圖9；
14、本專利技術使用了鈍體結構的燃燒頭，火焰燃燒產生的高溫會由鈍體往內延伸，由此降低燃燒頭內部的溫度，從而防止燃燒頭內部溫度變化引起燃料氣體的流量波動。
15、本專利技術技術方案中，固定箱體中設有上、中、下三層托板，用于固定發生器主體及其配套的電路和氣路設備，使整個儀器始終處于垂直穩定狀態；固定箱體背板設有風扇，側板設有出風口，保持儀器整體溫度恒定，因此，本專利技術提供的黑碳氣溶膠發生器產生的黑碳氣溶膠濃度和粒徑分布能夠長時間保持穩定。
16、本專利技術一個實施例中，所述燃燒點火系統包括連接法蘭二2-1、燃燒室2-2、電點火裝置、連接法蘭三2-6和密封二2-7；
17、進一步的，所述電點火裝置包括：點火管2-3、點火針2-4和脈沖點火器2-5；
18、進一步的，所述燃燒室2-2的上端通過法蘭盤二2-1連接所述助燃氣進氣管1-2的下端；所述燃燒室2-2的上端設置燃燒室進氣口；所述燃燒頭1-6設置在所述燃燒室2-2進氣口的內部；所述燃燒頭位于所述燃燒室正上方；所述燃燒室2-2下端的右側連接所述點火管2-3；所述點火針2-4通過螺紋固定在所述點火管2-3內部；所述點火針2-4外部連接脈沖點火器2-5；所述脈沖點火器還連接智能控制系統5；
19、所述燃燒室2-2的下端通過所述連接法蘭三2-6和密封二2-7與稀釋系統3連接；
20、進一步的，所述均勻的燃料和均勻的助燃氣在燃燒室2-2內發生燃燒反應，產生高濃度黑碳氣溶膠；通過點火管2-3進行點火，點火過程中，通過向脈沖點火器2-5供電，在點火針2-4尖端產生電火花點燃氣體。
21、進一步的，所述燃燒室2-2為球形燃燒室；所述燃燒室2-2裝有觀火鏡2-21，便于實驗人員觀察火焰燃燒情況；
22、示例性的，所述觀火鏡包括：石墨墊圈一、石墨墊圈二、透明石英玻璃、燃燒室法蘭盤和卡箍；如圖7；所述透明石英玻璃置于所述石墨墊圈一和石墨墊圈二之間固定后，由所述燃燒室法蘭盤固定后利用所述卡箍固定組裝后，得到觀火鏡；
23、所述燃料進氣口1-1內直徑與所述觀火鏡的內直徑的比例關系為：1:9；
24、本專利技術技術方案中透明石英玻璃由燃燒室法蘭盤和兩個石墨墊圈固定，易于拆卸清洗；本專利技術技術方案中，將燃燒頭設置在燃燒室的正上方，充分利用燃燒室的空間，同時方便觀火鏡觀察火焰燃燒情況，而且，助燃氣體經過微孔布流板1-3，使得助燃氣體均勻穩定進入燃燒室2-2，燃燒頭1-6的前端采用鈍體結構，火焰燃燒產生的高溫由鈍體往內延伸，降低了燃燒頭內部的溫度，防止燃燒頭內部溫度變化引起燃料氣體的流量波動。
25、本專利技術使用了球形燃燒室，通過所述球形燃燒室產生的黑碳氣溶膠濃度和粒徑分布更加穩定，燃燒室內燃燒流向下產生的具有浮力的高溫氣體防止了火焰的閃爍，球形燃燒室結構更大效率地利用了高溫氣體的浮力，最大限度地提高了火焰的穩定性，避免了火焰不斷閃爍而導致大量的黑碳氣溶膠從火焰中逸出，影響火焰尖端的形狀、黑碳氣溶膠的氧化率以及逸出黑碳氣溶膠數濃度，在流量大范圍變化的過程中依然能保證形成穩定的開口火焰。
26、本專利技術在球形燃燒室兩側加裝了透明石英玻璃，作為石英觀火鏡，可以讓實驗人員隨時確認燃燒室內的火焰燃燒情況是否穩定正常，本專利技術在保證火焰可視的條件下，觀火鏡拆卸清洗方便，結構上更加牢固本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，包括：進氣系統(1)、燃燒點火系統(2)、稀釋系統(3)、采樣系統(4)、智能控制系統(5)和安全保護系統(6)；所述進氣系統分別連接所述燃燒點火系統和所述安全保護系統；所述稀釋系統分別連接所述燃燒點火系統和采樣系統(4)；所述智能控制系統分別連接所述和安全保護系統(6)、燃燒點火系統(2)以及稀釋系統(3)；
2.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述稀釋系統(3)還包括：多孔布流板(3-5)和黑碳氣溶膠進氣口(3-6)；
4.根據權利要求3所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述稀釋系統還包括：稀釋進氣管一(3-4)和稀釋進氣管二；所述第一直角彎管(3-2)包括稀釋彎頭和稀釋管；
5.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述采樣系統(4)包括采樣腔(4-1)、采樣口一(4-2)、采樣口二、采樣套管(4-3)、第二直角彎管(4-4)；>
6.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述智能控制系統(5)包括流量控制器一(5-1)、流量控制器二(5-2)、流量控制器三(5-3)；
7.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述燃燒室(2-2)為球形燃燒室；所述燃燒室(2-2)裝有觀火鏡。
8.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述電點火裝置包括：點火管(2-3)、點火針(2-4)和脈沖點火器(2-5)；
9.根據權利要求7所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述燃料進氣口(1-1)內直徑與所述觀火鏡的內直徑的比例關系為：1:9。
10.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述燃燒頭(1-6)和所述黑碳氣溶膠進氣口(3-6)均為鈍體結構。
...【技術特征摘要】
1.一種便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，包括：進氣系統(1)、燃燒點火系統(2)、稀釋系統(3)、采樣系統(4)、智能控制系統(5)和安全保護系統(6)；所述進氣系統分別連接所述燃燒點火系統和所述安全保護系統；所述稀釋系統分別連接所述燃燒點火系統和采樣系統(4)；所述智能控制系統分別連接所述和安全保護系統(6)、燃燒點火系統(2)以及稀釋系統(3)；
2.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述稀釋系統(3)還包括：多孔布流板(3-5)和黑碳氣溶膠進氣口(3-6)；
4.根據權利要求3所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述稀釋系統還包括：稀釋進氣管一(3-4)和稀釋進氣管二；所述第一直角彎管(3-2)包括稀釋彎頭和稀釋管；
5.根據權利要求1所述的便攜式倒置火焰黑碳氣溶膠發生器，其特征在于，所述采樣系統(4...
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