钠焰法高效空气过滤器性能检测试验装置的构造与维护

A.1 钠焰法高效空气过滤器性能检测试验装置的组成

      钠焰法过滤器性能检测试验装置主要由NaCl气溶胶发生装置、风道系统、气溶胶取样和检测装置组成。试验装置见图3。

A.2 NaCI气溶胶发生装置

A.2.1 组成

      NaCl气溶胶发生装置主要由压缩空气供给系统、喷雾器和喷雾箱等组成。

A.2.2 压缩空气供给系统

A.2.2.1 构成

      压缩空气供给系统一般应包括空气压缩机、油水分离器、稳压装置、净化装置、电磁阀、分气缸、压力和流量测量仪表。压缩空气应有足够的压力、气量和洁净度。喷雾器的工作压力应为0.6 MPa，应根据喷雾器数量以及表A.1建议的喷雾器喷头性能参数合理设计压缩空气供给系统。

A.2.2.2 干燥净化

      压缩空气应进行必要的净化及干燥处理，干燥后的气体含尘浓度应不大于35粒/L（≥0.5μm）。

A.2.2.3 喷雾流量计

      喷雾流量计应考虑足够的耐压性能（抗气流冲击、防爆），一般每个喷雾器设一个流量计。每个流量计上游的手动阀门只起开、关作用，不应用其调节喷雾流量。

A.2.2.4 压力测量装置

      压力测量应选用分度值不大于0.02 MPa、精度不低于1.5级的压力表，其最大量程宜为1MPa。

A.2.3 喷雾器

      喷雾器构造参见附录B。喷雾器的材料一般应采用耐腐蚀的不锈钢或塑料。喷头可分为3孔、6孔、9孔三种形式，孔径应为0.6mm。其主要性能参数见表A.1，可根据系统风量大小予以选配。例如，当系统风量为1000m3/h时，应采用3孔喷头的喷雾器4个，此时气溶胶原始浓度约为0.002g/m3。

表A.1 喷雾器喷头性能参数

A.2.4 喷雾箱

      喷雾箱的材料一般应采用塑料或有机玻璃，其上应设置足够大的观察窗和液面指示标尺，在构造上应使多个喷雾器（一般不超过5个）错开布置，且沿气流方向不应超过两排。其下部应有一定容积的液槽，并有补液孔及排液孔，上部应有便于拆卸的箱盖，以便拆洗喷雾器。

A.3 风道系统

A.3.1 风道系统要求

      风道系统应满足5.1.2的相关要求，其相对尺寸见图3，排风口处不应有障碍物，且混合干燥段应满足下列条件：

      a）长度不小于10倍管径的直管段；

      b）气溶胶在本管段流动时间不小于2s；

      c）风速不宜大于5m/s。

A.3.2 温度、湿度控制

A.3.2.1 加热器

      一般应采用管状加热器，其容量计算方法为：将缓冲箱入口处气体的相对湿度降至30％以下，一般可按温升为15℃～20℃计算，夏季特别潮湿的地区（如青岛）可按温升为23℃计算。电加热器开关与风机开关应连锁：系统启动时先开风机，再开电加热器；停机时先关加热器，再关风机。

A.3.2.2 温度计

      可采用测量范围为0℃～50℃、分度值为1℃的普通温度计。

A.3.2.3 湿度计

      一般应采用电阻式湿度计或干湿球温度计。一般情况下可只设一个湿度计，测点应位于缓冲箱入口处，特殊情况（实验室所处气候区常年湿度较大时）可设2个。

A.3.3 风量测量

      一般应采用标准孔板测量风量，按GB/T 2624.2的相关要求进行设计、安装和使用。风量校核可按GB/T 1236的相关规定进行。

A.4 气溶胶取样和检测装置

A.4.1 气溶胶取样系统

A.4.1.1 取样系统的组成及设计原则

      取样系统由取样管、本底过滤器、流量计、三通切换阀及连接管组成。取样系统应尽量靠近取样点，布置应紧凑，各部件之间的连接管应尽量短，连接管拐弯处应圆滑。连接管与各部件的连接处应严格密封。取样系统投入使用前，应在风机全压下对各部件及其连接处进行检漏。连接管应选用不易老化的橡皮管，内壁应光滑，使用前应将内壁洗净吹干。

A.4.1.2 取样管

      取样管所用材料应耐腐蚀，一般采用紫铜管或不锈钢管。其内壁应光滑，拐弯处应圆滑无凹陷、扭曲，曲率半径应大于2倍管径，管口应做成薄壁。管径的选取应使取样管口处流速相当于风道流速的0.25倍～4倍。取样管的安装应使其管口迎着气流。

A.4.1.3 本底过滤器

      滤料应选用高效滤纸（钠焰法效率应不低于99.999％），其层数应不少于3层；滤料过滤面积应不小于0.035㎡（滤速应小于0.01m/s）。框体材料应耐腐蚀，一般采用聚氯乙烯塑料焊接，结构应严密。

A.4.1.4 流量计

      一般采用直通式转子流量计测量气溶胶的原始流量、本底流量、过滤后流量及稀释空气流量，转子材料应能耐腐蚀。

A.4.1.5 三通切换阀

      三通切换阀应采用耐腐蚀材料制作。阀体与阀心接触面以及阀体与连接管嘴的连接处应严密。

A.4.2 气溶胶检测装置

A.4.2.1 组成

      气溶胶浓度测量应采用专用的钠焰光度计，主要包括燃烧器、光电转换器、光电测量仪三部分（构造示意图见图B.3），并应配备H2供给系统。

A.4.2.2 燃烧器

      燃烧器应采用旁通式结构，燃烧器垂直管内壁应有良好的反光性且不易生锈。

A.4.2.3 光电转换器

      光电转换器中的聚光镜应有较好的消光差性能和合适的焦距（一般为70mm），直径应与光电倍增管光阴极直径大小相同或稍大。Na干涉滤光片的波长峰值应为589nm～592nm，半波长宽度应为6nm～10nm。中性滤光片装在滤光转盘上，转盘上有4个位置：一为全通（无滤光片），二、三分别为光密度值为1（减光10倍）和2（减光100倍）的中性滤光片，四为全闭（不透光）。光电倍增管应具有灵敏度高、暗电流小、光谱性能较合适的性能，也应考虑其体积、质量、安装方便等因素。

A.4.2.4 光电测量仪

      光电测量仪应具有良好线性、零点漂移小、测量精度高、可靠性强、抗干扰性强等性能。

A.4.2.5 H₂供给系统

      H₂供给系统应使用纯度为99.99％以上的H₂源，其流量与压力均应稳定。流量调节阀应具有较好的微调性能。

A.5 钠焰法试验装置的维护

A.5.1 补液时间和补液浓度

      发雾装置在运行过程中应经常补充NaCl溶液至初始液面，每连续运行2h应补充规定质量浓度的NaCl溶液。配置一次溶液最多可累积使用8h，随后应全部更换新液。若将溶液浓度偏差控制在±0.1％，可延长溶液使用时间，但最长应不超过3d（按每天运行8h计）。

A.5.2 发雾装置清洗周期

      发雾装置在连续运行3d或停止运行1周以上时，应将喷雾器卸下用清水洗净，同时清洗喷雾箱内部。

A.5.3 光电元件的维护

      试验装置停止使用1周以上时，应将光电转换器中的光电元件放在干燥器内保存。

A.5.4 钠焰光度计的标定

      应定期对钠焰光度计的电流测试装置进行比对、校准及必要的维护。

A.5.5 钠焰法自吸收修正系数φ的测定方法

A.5.5.1 原理

      自吸收现象是发射光谱中的客观现象，即在被激发的Na元素浓度较高时，在氢火焰中被激发的钠特征光经过火焰外部的钠蒸汽层，一部分特征光被吸收而使总的特征光强减弱。被激发元素浓度越高，这种现象越明显，此时应在相应的光电流值上乘一个大于1的修正系数；当浓度低到一定程度后，这种现象不显著，可以忽略。

A.5.5.2 试验装置与试验流程

      自吸收修正系数φ是气溶胶浓度与其光电流值关系的修正系数。自吸收修正系数φ试验装置及试验流程示意图如图A.1所示。采用一套三级定比例稀释装置，用一系列已知量的“绝对”洁净空气稀释气溶胶，从而可得相当于过滤前气溶胶浓度0.001倍～1倍的不同浓度气溶胶。将每种比例的气溶胶引入燃烧器，测量其相应的光电流值，记录在表A.2中。

说明：1-一级稀释；2-混合器；3-二级稀释；4-混合器；5-三级稀释；6-混合器；7-流量计；8-放气阀；9-高效空气过滤器；10-空气泵。

图A.1 自吸收修正系数φ试验装置及试验流程示意图

表A.2 自吸收修正系数φ的试验测定表格

A.5.5.3 自吸收修正系数φ值的确定

      在纵坐标为相对浓度、横坐标为对应的光电流值的双对数坐标纸上，将所测得的数据点连成一条曲线，用实线表示“实际曲线”；假设没有自吸收现象的浓度与光电流值之间的关系线（始终是正比关系）为“理想线”，用虚线表示。“理想线”为45°角的直线，在低浓度时与“实际曲线”的直线部分重合。对应于同一相对浓度下的理想的光电流值与实际测得的光电流值之比即为自吸收修正系数φ值。

A.5.5.4 测定周期

      对某一类型的定型装置，φ值只需做一次试验即可求得，此后不必再做，但对不同类型装置，有不同的φ值，尤其反映在气溶胶原始浓度有较大变化时，应重新做试验求得新的φ值。

A.5.6 过滤部件的更换周期

      进风过滤器、压缩空气过滤器内的填料应根据使用情况，分别定期更换，一般可1年～2年更换一次。

A.5.7 机电设备的维护

      通风机、空气压缩机、电加热器等机电设备，均应按其说明书进行维护和检修。