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  • 【原创大赛】气相色谱气路知识(之一)气流控制的基本原理

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]中的流动相又称作载气。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]的分离作用正是通过目标物在载气与固定相两相之间的反复分配平衡而实现的,是一个动态平衡过程。而推动这一过程的动力正是载气的不断流动。因此,气流的控制是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]分析中需要解决的关键问题,气路控制系统也是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]的核心技术之一。 作为检测人员,其工作是使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url],而不是维修和制造仪器,因此很多人认为把仪器当做一个黑箱就好了,只需要把样品放进去,然后等报告一个结果出来。其实不然。把仪器当做黑箱来使用,就永远只能进行机械的重复,难以有所突破;只有了解仪器的结构与特性,才能充分发挥仪器的潜力。君不见,运动员都要学习生理学和解剖学,这样才能最充分的提升体能;狙击手要对枪械的结构与性能了如指掌才能够弹无虚发;甚至连厨师也必须对锅的材质、灶的火力了然于心,否则难以烹制出美味。因此,检验人员也是应当对仪器原理与结构有充分了解的。 目前国内关于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]的教材与专著甚多,但是对于仪器结构,特别是对于气路控制系统的讲解很少。有些只简单介绍了大致框架,有些讲解的内容较为陈旧,与当前的仪器相去甚远,甚至还有不少脱离实际、以讹传讹的东西出现在教材上,对初学者产生误导。而仪器厂商出于保护商业利益的目的,提供的资料往往对结构细节避而不谈,或者对关键技术遮遮掩掩。为了能够对气流控制的原理的方法有完整的理解、能够更好的使用和维护[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]的气路,我对相关资料进行了收集和整理,编订成4个部分的内容,供大家学习参考。 以下为第一篇。.[b]气流控制的基本原理[/b] 流体力学中对于气体的流动有相对庞杂的讨论,涉及到很多复杂的概念和公式。但是作为化学检测的相关人员,在这方面没有必要进行精确的计算,只需要进行定性的理解和半定量的估算就够了。因此这里只对最基本的概念和最简化的公式进行介绍,对于概念只做描述而不下定义,对于数量关系只做估算或者半定量分析。想要深入学习,则需要详细阅读流体力学相关书籍。.[b]1 基本概念(1)气体[/b] [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]分析中常用的纯气体有氢气、氮气、氧气、氩气等,混合气体有空气、氩-甲烷(96/4)等。这些气体在常用的工作条件下都可以近似认为是理想气体,服从理想气体状态方程:[align=center][img=,72,21]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702437968_4111_2204387_3.png[/img] 或 [img=,85,41]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702439346_3131_2204387_3.png[/img] 或 [img=,73,41]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702437801_1661_2204387_3.png[/img][/align]其中:p为气体压强,V为气体体积,T为气体温度,m为气体质量,ρ为气体密度,M为摩尔质量(混合气体时为平均摩尔质量),n为物质的量。[b](2)流量[/b] 流量是指单位时间内通过某处的气体的多少。气体的多少可以用体积表示,响应的有“体积流量”(用F[sub]V[/sub]表示),也可以用质量表示,相应的是“质量流量”(用F[sub]m[/sub]表示)。虽然也可以用物质的量表示气体的多少,但是实际上很少这样用。 质量流量与体积流量可以通过理想气体状态方程来进行换算,公式如下:[align=center][img=,85,41]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702442299_7819_2204387_3.png[/img][/align] 虽然通常习惯使用体积流量较多,但应该注意,体积是受压强与温度影响的,不同温度、压强下的体积流量的数值是不同的。因此我们在使用体积流量时,一般必须换算成标态下(101 KPa、25℃)的体积流量F[sup]θ[/sup][sub]V[/sub],这样的流量数据才具有可比性,否则就无法提供参考价值。换算公式如下:[align=center][img=,132,41]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702440815_5028_2204387_3.png[/img][/align][b](3)压力[/b] 通常所说的压力,本质上应该是指气体压强。压力这一说法并不规范,但习惯上却广泛使用,难以改正过来。我们在使用时应对其真实含义有正确的认识。 另一个要区分的概念是“绝对压力”与“表压”。绝对压力就是指的物理定义上的气体压强。而表压则是压力测量装置显示出的压强数值。由于对于大部分压力测量装置无法测量气体压强的绝对值,只能测得对象与某参考点之间的压强差值,因此必须指定一个参考点。通常都是以大气压作为参考点,所以:[align=center]气体压强 = 表压 + 101KPa[/align]例如,某钢瓶上的压力表显示读书为5MPa,那么钢瓶中充装气体的实际压强应该为5.1MPa;又例如,某色谱仪显示柱前压为80KPa,那么实际上色谱柱前端载气的压强是181KPa。 要注意的是,作为参考点的大气压并不是常数,而会随天气、地理位置发生变化,因此在需要准确计算时不能直接算作101KPa,而是以大气压计实测为准。另外要注意的是,并不是所有的压力仪表都以大气压为参考点,也有少部分仪表的读数是以真空为参考点,所以使用时要注意区别。但是根据习惯,未指明时,表压默认都是以大气压为参考点。 在考虑流量问题时,只测量气路中某一点的压力是不够的,我们一般更加关心的是气路中某两点之间的压差(也叫做压降)。这一点实际上与电路中的电压类似,分析电路时我们更加关心的实际上是电位差,而不是电位的绝对值。对于一段管路,如果在其入口处安装一个压力表,出口处通大气,那么出口处压强是101KPa,入口处压强是表压+101KPa,所以这段管路上的压降在数值上就等于表压。但要明确的是,这只是数值上相等,压强与压降的物理意义是不同的。如果出口压强不是大气压,表压是不等于压降的,必须通过两个压力表同时测定入口和出口压强,相减之后得到管路上的压降。[b](4)阻尼(或者叫做“气阻”)[/b] 无论什么形状的管路,气流在通过的时候都不可能完全畅通无阻,或者说任何管路对气流的流动都有一定的阻碍。这种阻碍作用的大小可以用阻尼来表示。对阻尼的理解,可以类比电阻,电流流过导体时要克服一定阻力,这种阻力称作电阻(一般用R表示);气流流过管路也需要克服一定阻力,这种阻力我们可以较为通俗的称作“气阻”(这里用r表示)。.[b]2 压力与阻尼对流量的影响[/b] 前面对于各个基本概念进行了介绍,其实本质目的是要进一步讨论上述几个量之间的相互关系。前面为了便于理解,多次运用了与电路基本概念类比的方法。这里为了避免引入复杂的流体力学推导过程,仍然采用类比的方法,相关结论虽然并不十分严谨,但基本上是符合原理和实验事实的。需要了解准确结果和严格推导过程的,可以参阅流体力学相关教材。 在电路中,为了使电子流过电阻R,需要通过电势差U来作为推动力。在电势差U的推动作用下,流过电阻R的电流大小为I,符合欧姆定律:[align=center][img=,44,41]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702445236_1451_2204387_3.png[/img][/align] 类似的,在气路中,为了是气体流过阻尼为r的管路,需要压强差Δp来作为推动力。在压强差Δp的推动作用下,流过气阻r的体积流量大小为F[sub]V[/sub],三者之间的关系与欧姆定律类似:[align=center][img=,61,41]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702443613_2488_2204387_3.png[/img] 或 [img=,111,41]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702447984_7698_2204387_3.png[/img][/align]其中p[sub]in[/sub]、p[sub]out[/sub]分别为入口气体压强和出口气体压强,k在一定条件下为常数,可通过实验测得。 上述公式并不完全准确,却可以很好的帮助我们理解影响气体流量的因素。根据上述公式可以得到如下结论:.[b]当管路阻力恒定时,维持压差恒定就可以获得恒定的流量。当管路阻力恒定时,通过改变压差可以获得任意需要的流量。当维持压差恒定时,通过改变阻力大小可以获得任意需要的流量。当管路阻力增大时,如果压差维持恒定,流量将减小;反之亦然。当管路阻力增大时,为了维持流量恒定,则必须相应的增加压差;反之亦然。如果维持流量恒定,压差增大可以反映出管路阻力的增大(如堵塞现象);压差减小可以反映出管路阻力的减小(如泄漏现象)。如果维持压差恒定,流量的增大可以反映出管路阻力的减小(如泄漏现象)。;流量减小可以反映出管路阻力的增大(如堵塞现象)对于一个确定管路系统,如果其出口与大气直接相通,则p[sub]out[/sub]为恒定值且已知,此时根据入口压就可以确定其流量。如果其出口与大气没有直接连通,则必须分别测定其入口和出口的压强才能计算其流量。.[/b] 要注意的是,上述公式主要用于定性理解。由于气体具有显著的可压缩性和热膨胀性,准确的计算公式十分复杂,不仅要考虑压差,还要考虑压强的绝对值。而且管路的阻尼大小难以简单的定量衡量,气阻r只是为了理解方便而假想的一个物理量,因此遇到定量计算时必须要采用更加准确的公式。例如,对于内径均匀光滑的毛细管,其流量计算的准确公式为:[align=center][img=,204,48]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702449391_8222_2204387_3.png[/img][/align] 而对于形状不规则的管路,目前尚无有效的计算公式,只能通过实验测得经验公式。这种经验公式一般具有幂函数[i]F = Δp[/i][sup]a[/sup](1<a<2),或者二次函数F = a[i]Δp[/i][sup]2[/sup] + b[i]Δp[/i]的形式。较为典型的拟合图形如下:[align=center] [table][tr][td=1,1,605] [align=center][img=,276,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702447992_9492_2204387_3.png[/img][img=,276,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702452617_9131_2204387_3.png[/img][/align] [align=center]25℃时氢气流经毛细管(内径0.1mm,长100mm)的压强-流量拟合(出口压强101KPa)[/align] [/td][/tr][/table][/align][align=center] [/align][b].3 影响阻尼的因素[/b] 前面已经讲到,阻尼(或气阻)的大小很难定量表达和计算。但要对阻尼的大小进行定性和半定量的讨论却是较为容易的,这种讨论也有助于我们更加清楚的理解气体流动时产生阻力的原因。总的来说,影响阻尼大小的因素包括管路几何形状、气体粘度、管壁粗糙程度三个方面。[b]3.1管路几何形状的影响[/b] 从生活常识中我们很容易知道,粗而短的水管阻力小、出水量大,细而长的水管阻力大、出水量小。气体流动的规律也是符合这一生活常识的。一般来讲,管路阻尼大小正比于管路的长度,而反比于其横截面积的平方。对于截面为规则圆形的管路,则可以导出,阻尼大小与半径的4次方成反比。对于截面大小不均匀的管路就难以用简单数学关系表示,此时可以把不规则的管路分成若干节,每一节近似为均匀的,总的阻尼就可以理解为所有个节阻尼的加和。阻尼的变化可以从恒定压差时流量的变化反映出来。对于截面为圆形的均匀毛细管,内径与长度对流量的影响如下图:[align=center] [table][tr][td=1,1,302] [align=center][img=,276,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702453994_2929_2204387_3.png[/img][/align] 内径0.2mm,长分别为100、200、300、400、500mm [/td][td=1,1,302] [align=center][img=,275,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702455423_8386_2204387_3.png[/img][/align] 长500mm,内径分别为0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mm [/td][/tr][tr][td=2,1,302] [align=center]25℃时氢气流经毛细管的压强-流量拟合(入口压强151KPa,出口压强101KPa)[/align] [/td][/tr][/table][/align]. 管路横截面积对阻尼的影响,从本质上讲是气流线速度对流动阻力的影响。显然,体积流速F[sub]V[/sub]是线速度u与横截面积S[sub]截[/sub]的乘积:[align=center][img=,69,25]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702454104_7596_2204387_3.png[/img][/align]横截面积越小则气流的线速度越大,而流体力学中已经证明,在大多数情况下,流动阻力与线速度的平方成正比。. [b]从线速度的角度进行分析,还可以发现影响气体流动的另一个隐藏因素是温度。[/b]因为气体的体积与热力学温度T成正比,在质量流量恒定(或者是标态下的体积流量恒定)时,线速度近似正比于热力学温度,所以在温度升高时,流动的阻力会显著增加。而当推动力恒定(也就是压强恒定)时,质量流量(或标态下的体积流量)或显著减小。根据这一原理,就能更好的理解,为什么毛细管柱程序升温过程中柱压恒定而柱流量逐渐减小,或者柱流量恒定而柱压逐渐升高。这两种变化如下图所示: [table][tr][td=1,1,302] [align=center][img=,275,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702455718_9540_2204387_3.png[/img][/align] p[sub]in[/sub]=151KPa,p[sub]out[/sub]=101KPa [/td][td=1,1,302] [align=center][img=,275,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702460563_8516_2204387_3.png[/img][/align] F[sup]θ[/sup][sub]V[/sub]=2.5mL/min,p[sub]out[/sub]=101KPa [/td][/tr][tr][td=2,1,302] [align=center]毛细管柱(30m*0.32mm)程序升温过程中柱流量、柱压随温度的变化[/align] [/td][/tr][/table][b].3.2气体粘度的影响[/b] 根据线速度进行分析,压力恒定时,流量应该与热力学温度的平方成反比。但上图显示,流量随温度变化的幅度略小于这一趋势。这是因为随着温度升高,气体的粘度减小,这对气体流动是有利的,因此抵消了一部分流量降低的趋势。 粘度对气体流动的影响是显而易见的。生活常识告诉我们,菜油这类粘稠液体比清水流动要困难得多。气体流动也是类似的。除了前面提到温度影响粘度的情况外,最主要的是不同种类气体粘度不同。通常氢气粘度是最小的,氦气、氮气、氩气等粘度要大得多。不同气体流经毛细管的流量-压力曲线如下:[align=center] [table][tr][td=1,1,302] [align=center][img=,282,247]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181702459249_6379_2204387_3.png[/img][/align] 25℃时不同气体流经毛细管(内径0.1mm,长100mm)的压强-流量拟合(出口压强101KPa) [/td][/tr][/table][/align][b].3.3管壁粗糙度的影响[/b] 气体流动的阻力除了来自气体内部的摩擦力外,还有气体与管壁之间的摩擦力。色谱仪使用的管路和阀件一般有不锈钢、黄铜、塑料、玻璃等材质,这些材料表面一般都较为光滑,气体与管壁之间的摩擦力不大。相对前面提到的各个因素来说,管壁造成的摩擦要小得多,基本上可以忽略不计,所以一般不予讨论。.[b]小结:以上用比较粗浅的语言和简化的数学模型讨论了气体流动和控制的基本原理。这些内容虽然与仪器的使用没有直接的关系,但在遇到气路故障的时候对分析解决问题却是有一定帮助的。但应切记,所述内容经过了过度的简化和近似,只能做初步的定性和半定量讨论,用于准确定量研究是不够的,也不可过度的解读和衍生。[/b]

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  • 气体流量传感器在大气环境监测中的应用

    气体流量传感器在大气环境监测中的应用

    [align=left]跟随经济社会的快速发展,我们对公共气象服务需求越来越大,对即时气象信息获知的要求接连不断提高,但是,气象服务在覆盖面存在许多不足之处,气象预报服务局部地区的监测站密度不够,对局部的自然灾害的预警能力不够,导致灾害来暂时,经济损失较大。[/align][align=left]大气污染的日益加剧和雾霾现象的频繁发生,带来的影响也越来越大所以说大气环境监测还是很有必要的,有关气象部门给出的结果一定要具有真实性、准确性,增加气象信息的传输途径,提高城市气象监测系统,能够实现对实时交通、能源、建设空气污染等可能引发自然灾害的研究和动态监测,构建集气象服务与生态环境预测系统,提高城市工程气象的服务,进而采取有效的预警措施,减少损失。[/align][img=,497,323]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811201152135935_3204_3422752_3.jpg!w497x323.jpg[/img]要想对大气环境进行准确监测还需要用到气体流量传感器,可以安装到空气采样报警系统中,这种安装有气体流量传感器的空气采样报警系统与传统被动式烟雾探测系统相比,安装气体流量传感器的空气采样报警系统的灵敏度更高,可靠性和稳定性更好,不会因安装高度因素而漏报,同时也可以更好的对抗环境气流等原因的影响。(气体流量传感器平常被用于当中检测气流大小和有无)气体流量传感器空气采样报警系统通常用于数据或通信机房、大型展会中心、无人值守会议室等大面积、高气流的地方以及银行、档案馆和轨道交通等重要地方。气体流量传感器空气采样报警系统是主动抽取样品气体进行检测,从而能够在空气颗粒物浓度极低的情况下进行判别,属于极早期火灾探测系统。为了确保报警器的激光检测腔内有气流进入,平常可预先加装入气体流量传感器进行监测,幸免因无检测气流送入而贻误险情。OFweek Mall推荐使用FS4000系列的气体流量传感器进行大气环境监测:[b]气体质量流量传感器-FS4000系列[/b]1)专为管径3mm和8mm的气管中的低压气体流量测量而设计2)支持多种连接方式,易于安装与使用3)传感芯片采用热质量流量计量,无需温度压力补偿,保证了传感器的高精度计量4)在单个芯片上实现了多传感器集成,使其量程比达到了100:1甚至更高5)输出方式灵活,既可通过通讯接口主动上传数据或由上位机查询输出数据,也可通过模拟接口输出线性的模拟电压6)零点稳定度高7)全量程高稳定性、高精确度和优良的重复性8)低功耗、低压损9)响应速度快相关传感器分类:气体传感器丨氨气传感器丨二氧化硫传感器丨一氧化碳传感器丨臭氧传感器丨氧化锆氧气传感器丨气体流量传感器https://mall.ofweek.com/category_12.html丨空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量传感器丨二氧化碳传感器丨氧气传感器丨可燃气体传感器丨酒精传感器丨微量氧传感器丨PID传感器丨温湿度传感器丨湿度传感器丨光纤应变传感器丨voc传感器丨氧化锆传感器丨光电液位传感器丨超声波液位传感器丨紫外线传感器丨CO2传感器丨CO传感器丨超声波传感器丨UV传感器丨光离子传感器丨PH传感器丨荧光氧气传感器丨流量传感器丨光纤传感器丨光纤压力传感器丨双气传感器丨PM2.5传感器

  • 【酸雨监测将大行其道】降雨增加可能减缓大气环流

    [align=center][img]http://paper.sciencenet.cn/upload/news/images/2012/2/2012228756370.jpg[/img][/align][align=center][font=楷体_GB2312]图片来源:P. Huey/《科学》[/font][/align][align=center][font=楷体_GB2312] [/font][/align]这是一项新研究的结论,研究人员首次评估了坠落的雨滴在气流中的摩擦从大气中夺走的平均能量。这一数据表明,在北纬30度到南纬30度之间——位于地球赤道周围的相当于从美国路易斯安那州的新奥尔良市延伸到巴西最南端的一条宽阔地带——由地平面上全部雨滴导致空气中流失的能量约合1.8瓦每平方米,这大约相当于一盏夜明灯释放的能量的一半。研究人员指出,由于气候模型显示,每当平均气温上升1摄氏度,全球平均降雨量便会增加1%到2%,因此由雨滴造成的摩擦使大气流失的额外能量,很可能将导致较少的能量用于驱动风、天气系统,以及其他大气运动。美国纽约大学的Olivier Pauluis和同事在2月23日的《科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。大气环流一般是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象,既包括平均状态,也包括瞬时现象,其水平尺度在数千公里以上,垂直尺度在10km以上,时间尺度在数天以上。某一大范围的地区,某一大气层次的大气运动的平均状态或某一个时段的大气运动的变化过程都可以称为大气环流。

  • 提高烘干机热气流速度的好处

    [align=left][font='微软雅黑','sans-serif']烘干机总是会出现不同的问题,烘干机的筒体内都有进行干燥的过程,而且烘干机的传热效率也都直接就影响着物料干燥的效果,下面根据小编的经验,讲讲怎么可以提高烘干机热气流速度的好处。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif'] [/font][font='微软雅黑','sans-serif']一、提高烘干机的热气体流量,提高热气体的流速,可以增加扬料板的工作效率。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif']二、提高热风气流速度对加快热速度来说,有非常重大的作用。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif']三、提高热气流速度,一定要设计合理的烘干机尾端抽风除尘系统和头端供热风系统。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif']四、抽风机全压、风量一定要适宜,如果全压太低,风量太小的话,会直接影响到抽风,减少烘干机的产量;如果全压太高,风量过大的话,会直接提高电量损耗,而且还会使离机的废气温度上升许多,增加了热损失。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif'] [/font][font='微软雅黑','sans-serif']五、要加大对筒体的保温,使用沸腾炉供热,增加温度梯度。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif'] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]六、烘干机的热气流速度和流量及干燥效果运行运转中会直接感应,烘干机烘干的速度也受到热气流的影响,控制好热气流对干燥物料起到决定性作用。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif'] [/font][font='微软雅黑','sans-serif']七、加强筒体保温,采用沸腾炉供热,加大气一固相的温差,提高温度梯度。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif'] [/font][font='微软雅黑','sans-serif']八、提高固相受热面积。[/font][/align][align=left][font='微软雅黑','sans-serif'] [/font][font='微软雅黑','sans-serif']九、加大烘干机热气体流量,提高热气体流速。[/font][/align]

  • 大气科学之气象观测==气象气球

    气象气球  用橡胶或塑料制成的球皮,充以氢气、氮气等比空气轻的气体,能携带仪器升空进行高空气象观测的观测平台。气球的大小和制作材料由它们的用途来确定,主要有以下几种:(1) 测风气球 气象上称小球,用橡胶制作,球皮重约30克,主要用于经纬仪测风或边界层探空,最大升空高度在10-15公里。(2) 探空气球 用橡胶或氯丁乳胶制作,球皮重0.8─2.0千克,携带1千克仪器升速为5─6米/秒,最大升空高度可达30公里。是日常高空观测使用的气球。(3) 系留气球 用缆绳拴在地面绞车上,能控制浮升高度的气球。通常用聚脂薄膜做成流线形,缆绳长度及与地面交角可以估算气球距地面高度,它可以携带测量仪器在指定高度作数小时连续测量,用完后收回作多次使用。特别适用于大气污染监测和研究大气边界层等。(4) 定高气球 在大气中保持在等密度面上平稳地随气流飘移的气球,也称等密度气球或等容气球。气球由塑料制成多层复合膜,耐压性强,保气性好。在地面施放时仅部分充气,升到预定高度时,因球内气体量不变因而密度不变,保持在一个等密度面上飘行,气球大小视飞行高度和所带仪器的重量而定,其直径小至一米,大至数十米不等,在空中可飘行数天至数月。大型定高气球直径22米,距地高24公里,可携带200个探空仪,能接受卫星指令,每隔一定飘浮距离投下一架探空仪,下投的探空仪带降落伞,观测数据由无线电信号发到母球,再由母球转送到卫星,最后由卫星播发到地面站接收。这种与卫星结合的定高气球称为母子定高气球系统,在测量气团属性变化和大气电学特性等方面已广泛应用。

  • 大气科学之天气变化原因==副热带高压

    热带高压是指位于副热带地区的暖性高压系统。它对中、高纬度地区和低纬度地区之间的水汽、热量、能量的输送和平衡起着重要的作用,是夏季影响中国大陆天气的主要天气系统。副热带高压简称副高,是位于副热带地区的暖性高压系统。它对中、高纬度地区和低纬度地 区之间的水汽、热量、能量的输送和平衡起着重要的作用,是大气环流的一个重要系统。副热带高压的东部是强烈的下沉运动区,下沉气流因绝热压缩而变暖,所控制地区会出现持续性的晴热天气。而副热带高压的西部是低层暖湿空气辐合上升运动区,容易出现雷阵雨天气。随着季节的更迭,副热带高压带的强度、位置也会发生明显的季节变化。从1月到7月,副热带高压主体呈现出向北、向西移动和强度增强的趋势;从7月到1月,副热带高压主体则有向南、向东移动和强度减弱的动向。这种季节性的变化,还具有明显的缓慢式变化和跳跃式变化的不同阶段。

  • 电厂烟气流量测量

    电厂烟气流量测量

    [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112161837_338845_1631901_3.jpg[/img][table][tr][td][/td][/tr][/table]  不需要进行压力和温度修正,直接测量气体的质量流量。宽量程比。原理是流体吸收热的速度直接与质量流量相关。移动的气体分子撞击热电阻时吸收带走热量,流量越大,接触热电阻的分子越多,吸收的热量越多,热吸收与某种气体的分子数,热学特性和流动特性有关系。      一、产品简介   ■气体质量测量领航者   ■原装德国进口传感器   ■恒功率方法测量      二、产品特点:   铂 RTD 传感器、高稳定性   实现高线性、高稳定性、高精度   量程比宽 100:1(可达1000:1),可据用户要求可拓展   最小流量可测低至零,分辨率 0.001m/s   实现了大管径小流量高精度测量(管道尺寸可至15m)   振动影响可忽略   直管段要求不高   压力损失小,可忽略   与介质的温度、压力无关、介质温度自补偿   专有高温软件,介质温度可达 500℃,   采用高湿软件,实现高湿气体高精度测量   对流量信号键入在线动态修正   液晶显示,瞬时流量、累积流量同时显示   对粉尘等小颗粒不敏感   在线不断流维护      三、产品原理:   wt-98电厂烟气流量计是基于热扩散原理的流量仪表。即是利用流体流过发热物体时,发热物体的热量散失多少与流体的流量呈一定的比例关系。即该流量计的传感器有两只标准级的RTD,一只用来做热源,一只用来测量流体温度,流体流过时,两者之间的温度差与流量的大小成非线性关系,该仪表就可以把这种关系转换为测量流量信号的线性输出。      利用热扩散原理制造的流量计有两种设计方法:一是:基于恒温差原理;二是基于恒功率原理。基于共同的数据模型:P/△T=A+B(Q)N− − -1.这里:P− − -耗散功率,△T− − -两个传感器之间的温差,A、B是与气体的热性能有关的系数。      恒温差原理:△T保持不变,耗散功率P与流体的流量Q成指数函数递增的关系。   恒功率原理:耗散功率不变,温度差△T与流体的流量Q成指数函数递减的关系。      四、性能指标:   测量范围:0− − 120m/s(20℃,101.33KPa)   准确度:±1%的读数±0.5%满量程   重复性:±0.15%FS   环境温度范围:-40℃− 80℃湿度小于90%RH   介质温度范围:-40-500℃   输出:流量:4-20mADC;温度:4-20mADC   非线性修正   通讯:RS232/RS485   供电电源:;24VDC 220V   可输出上下限继电器   瞬时流量/累积流量显示   清零功能   LCD显示   过程压力:<1.6Mpa(根据要求拓展)   防护等级:IP65   防爆等级:ExdIICT4      烟气流量的测量的工况复杂,有泥水,腐蚀,管径大,传统的测量方法,易堵塞,而且基于差压原理,在压力较低的情况下,出现测量盲区。wt-98烟气流量计,采用恒功率方法测量,有效解决了高温/高湿的关键问题,而气体质量流量计测量大管径和低流速是固有的特性,实现了大管道的高精度测量。特殊材质加防腐涂层有效解决防腐的问题,可保证长周期高精度测量。而传感器只有两个光滑的探针,所以不存在堵的问题,如有泥水粘连探针,可加自动清扫装置即可。

  • 【转帖】大气声学简史

    大气声学是研究大气声波的产生机制和各种声源的声波在大气中传播规律的分支,作为以声学方法探测大气的一种手段,也可看成是大气物理的一个分支。   声在大气中的折射是最早引起人们注意的声学现象之一,对它的研究始于声学的萌芽阶段。为了澄清当时流传的“英国的听闻情况比意大利的好”这一说法,英国牧师德勒姆于1704年同意大利人间韦朗尼以实验证明:在适当考虑风的影响之后,这两国的声传播情况并没有什么差别。由此开创了大气声学领域。但是直到19世纪后半叶,大气声学才继续得到发展。  19世纪中叶以后,物理学家雷诺、斯托克斯和廷德耳等人分别对风、风梯度和温度梯度的声折射效应,以及大气起伏对声的散射进行了研究。瑞利在其1877年出版的巨著《声学原理》中,对包括这些工作在内的声学研究成果在理论上给予了全面的总结和提高。  20世纪初,在测量爆炸的可闻区时,发现了爆炸源周围的声音的“反常”传播现象:在距强烈爆炸中心周围数百千米的可闻区之内,存在一个宽达一百千米的环状寂静区;可闻区外,在离声源200公里左右的距离上又出现了一个可闻区,称为异常可闻区。  埃姆登随后从理论上解释了这种异常传播现象,认为是由平流层逆温和风结构所引起的声波折射,为此,在20~30年代曾进行了爆炸声波异常传播的较大规模试验,一方面验证了异常传播的理论,另一方面从探测结果推算平流层上部大气的温度和风。而对流星尾迹的观察证明,在证明同温层顶确实存在逆温层。同时,从爆炸声波异常传播试验中发现了次声波,开始了大气次声波的研究。  从泰勒开始,逐步引进湍流理论来研究大气的小尺度动力学结构,并以这种观点重新研究声散射;奥布霍夫将声散射截面同端流动能谱密度联系起来,对大气声散射作出初步的定量解释;伯格曼首先以相关函数研究了散射。以后的许多工作都围绕着如何表达总散射截面的问题展开。  当对大气进行声探测时,不得不解决复杂的逆问题。20世纪50年代后期采用火箭携带榴弹在高空爆炸,在地面上测量其发出的声波,获取了80公里以下的大气温度和风廓线的分布。到50年代末,建立了较完善的大气声波散射理论。  20世纪60年代末,在原有“声雷达”基础上大大改进了的回声探测器对大气物理的研究起了很大推动作用,导致了大气声学许多方面的进展,例如在声传播过程中相位和振幅起伏的研究,用次声“透视”大尺度的大气过程,高功率声辐射天线附近的非线性效应,噪声的问题,与多普勒效应有关的问题等等。

  • 煤气流量计测量高炉煤气

    高炉煤气具有管径大、流速低、粉尘大、易堵塞等特点,其流量用常规装置测量效果不尽理想。近来,一种新型煤气流量计———煤气流量计采用独特的结构设计,在高炉煤气流量测量中取得了不少进展。本文对煤气流量计的基本原理和应用于高炉煤气测量的突出优点进行了分析,并给出了安装使用时的一些建议。1前言 在冶金企业中,高炉煤气等含杂质煤气的测量相当普遍。但是由于其具有管径大(可至2m-3m)、流速低、粉尘多、易堵塞等特点,准确测量煤气流速较为困难。常见的测量装置有标准孔板、圆缺孔板和文丘利管。用孔板测量时,尽管理论与实际应用资料丰富,但实际应用中仍有容易堵塞、流量系数长期稳定性差(漂移可超过20%)、压损大(可达40%-80%△P )、维修工作量人等问题。文丘利管尽管压力损失有所减小(15%-29%△P ),但仍不能从根木上解决防堵问题,而且安装制作麻烦。由于这些缺点,造成有些煤气流量测量不准,有时测量值仅能供参考。又因煤气运行压力一般较低,节流装置时间一长,堵塞、结垢非常厉害,严重时甚至影响工艺设备运行。 近来一种新型流量计—煤气流量计,采用独特的弹头形结构设计,保证了探头的高强度、低压损 (2%~15%△P)和实现本质防堵,在高炉煤气测量中取得了较大进展。下面对其基本原理和特点以及用于高炉煤气测量的优越性进行分析,并给出安装使用时的一些建议。2煤气流量计原理及特点 煤气流量计是均速管流量计的一种,非常适合大管道气体的流量测量。它的探头是一种差压、速率平均式流量传感器。它通过传感器在流体中所产生的差压进行气体流量测量,其取压方式如图1. 煤气流量计在高、低压区按一定准则排布多对取压孔,通过所得差压准确地检测流体的平均流速,其流量和差压的关系满足下式:式中:Q——体积流量 K——流体系数 C——流体常数在特定流体条件下是常数) △P——差压。 煤气流量计采用了根据空气动力学原理设计的弹头形探头,其工作原理如图2所示。 煤气流量计这种独特的结构设计,使得探头所受到的牵引力zui小,并且流体与探头的分离点固定。低压孔取在探头侧后两边、探头与流体分离点之前,既避免了低压孔受涡流影响,又避免了低压孔被堵,使信号稳定、。探头采用前部表面粗糙处理和防淤槽,这样,无论对高速还是低速流体,都会产生稳流边界层,使其达到降低牵引力和涡街脱洛力的目的,并在很宽的范围内保证了的流量系数。它的流量系数K在一个相当大的范围内是常量,不受雷诺数、节流面积比的影响。煤气流量计从理论上建立了K值的分析模型,精度可达±1%,且经大量测试证明,实测值和理论值之间的偏差在±0.5%以内。 煤气流量计的测量精度可达±1.0%,重复性达±0.1%,它还能够保证精度的长期稳定,因为其不受磨损、污垢和油污的影响,结构上没有可移动部件,从设计上排除了堵塞现象的发生。 流量计探头的发展经历了圆形、钻石形、机翼形、弹头形等几种形式,但除弹头形的煤气探头外,其他几种类型的流量计探头均未能胜任含杂质煤气的测量。这是因为其他类型的流量计探头在设计时忽略了临界流体的流动情况和空气动力学原理,存在着取压孔易堵塞、信号波动大、精度不高、受流体牵引力影响大等缺点,从而使其应用范围受到很大的限制。3测量高炉煤气的优点 同孔板等常规流量装置相比,煤气流量计用于高炉煤气的测量时,有着很大的优越性: 1)探头具有优越的防堵设计。弹头截面的探头能够产生的压力分布,固定的流体分离点位于探头侧后两边。流体分离之前的低压侧取压孔,可以生成稳定的差压信号,并有效防堵,内部一体化结构能避免信号渗漏,提高探头结构强度,保持长期高精度。 2)结构简单,安装方便,可在线开孔插拔。高炉煤气管线停产机会少,选用在线插拔式的结构,给安装和维护带来了极大方便。 3)煤气流量计直管段要求较低。高炉煤气管径一般较大,有时难以满足标准直管段要求。煤气流量计在较低的直管段要求下,前7D后3D仍能保证1%的测量精度,zui小直管段要求为弯管后2D. 4)压力损失很小。煤气流量计采用非收缩节流设计,比孔板的*压力损失至少降低95%以上。例如,在直径为1 000mm的管道上,煤气压力为12kPa,用圆缺孔板测量时,其zui大压力损失竟达6kPa,极有可能影响用户点压力。而用威力巴流量计,压损仅有20Pa左右,其影响完全可以忽略不计。高炉煤气压力较低,管道上压力一般在lOkPa左右,而用户热风炉、烧结机等)点压力也只有6kPa-8kPa,因此减少节流件的压力损失非常重要。4应用建议 煤气流量计一般都有供方技术人员现场指导安装,但在开始设计和日常使用时仍应注意以下问题: 1)选型时务必提供准确的工艺参数,如流量、煤气成分、含尘量、温度、压力、湿度等参数。这一点对于选用任何类型的差压式煤气流量计都非常重要。 2)要配用质量较好的变送器。同其他流量计一样,煤气流量计用于煤气测量时差压值较小,一般在20OPa-2 000Pa之间,有时需要配用微差压变送器,因此变送器的好坏直接影响到输出信号的稳定性,目前广泛使用的EJA. 3051. 1151等变送器均可满足测量要求。 3)连续工作的煤气流量计从根本上杜绝了堵塞的可能,但当系统频繁开停机或管道处于停产时,仍有可能发生堵塞,此时应注意及时采取有效的防护措施。 4)尽管煤气流量计维修简便,但是为了保证其使用效果更好,作为一次取源部件,仍建议对其进行定期维护,有条件者亦可加入反吹管路。

  • 大气科学之气象观测==地面气象观测

    地面气象观测 提到“地面气象观测”,人们一般会想到四四方方的气象观测场,洁白的百叶箱、温度计、风向标等,并把这些理解为地面的观测。不过这样理解并不全面,因为天上的云、大气中的声、光、电等天气现象,也都属于地面气象观测的范围。所以地面气象观测的定义应为:利用气象仪器和目力,对靠近地面的大气层的气象要素值,以及对自由大气中的一些现象进行观测。 http://www.kepu.net.cn/gb/earth/weather/observe/images/obs001_pic.jpg   地面气象观测的内容很多,包括气温、气压、空气湿度、风向风速、云、能见度、天气现象、降水、蒸发、日照、雪深、地温、冻土、电线结冻等。在大气馆中我们会向气象爱好者介绍一些基本的观测项目。  地面气象观测的许多项目都是通过固定在观测场内的各种仪器进行的,所以气象站的站址和观测场地的选择以及维护,仪器的安装是否正确,都对资料的代表性、准确性和比较性有极大的影响。 一般说来,气象台站的地址应选在能代表其周围大部分地区天气、气候特点的地方,并且尽量避免小范围和局部环境的影响,同时应当选在当地最多风向的上风方,不要选在山谷、洼地、陡坡、绝壁上。观测场要求四周平坦空旷并能代表周围的地形,观测场附近不应有任何物体。孤立、不高的个别障碍物离观测场的距离,至少要在障碍物高度的三倍以上;宽大、密集、成片的障碍物,距离要在障碍物高度的十倍以上。观测场周围十米范围内不能种植高杆作物,以保证气流畅通。气象台站的房屋一般应建在观测场的北面。另外,一个气象台站建成之后,要长期稳定,不要轻易搬家,因为轻易搬家不仅会影响观测资料的连续性,影响使用,还会造成很大浪费。

  • 检修空气流量传感器应该注意的问题

    空气流量传感器是一种可以把吸入的空气的流量转换成为输出电信号,将其送到电控单元,那是决定喷油的一个基本信号,用来测量吸入到发动机中的空气气量的精密测量仪器。空气流量信号属于发动机的电控单元控制混合的气体浓度的其中一个信号,如果进气的容量变大,那么电控单元所控制的喷油的容量也会相应地变大,反过来情况也是一样的。空气流量传感器在检修的时候需要注意以下的有关事项: 1、维修的要点 (1)损坏热模式空气流量传感器之后的有关处理 现在有很多的车型使用的热膜式空气流量传感器都是BOSCH公司生产出来的,它的核心的组成是惠斯登电桥以及一块集成电路,但是没有设有稳压电路。所以,如果突然发生瞬间高电压或者是电源的电压偏高的时候,这种传感器是很容易烧毁的。电路的峰值电压偏高一般是因为蓄电池的硫化比较严重,导致它的容量降低而不可以吸收到发电机的峰值电压,因此这种传感器的损坏其中一个原因是蓄电池的硫化。那么解决的方法是在这种传感器的前端位置多安装一个7812三端子稳压的集成电路。 (2)热膜和热线弄脏以后的清洗 当发动机发生回火这个故障的时候,传感器的损伤会比较严重。这是因为在进气歧管里发动机的气流会发生逆向的流动,里面就有炭颗粒,这一些颗粒就很容易地贴在传感器的感应元件上面,然后会引起以下的后果:如果怠速的时候,传感器的信号就会过大,而如果大负荷和加速的时候,信号就会过小。检查热线的自洁的能力是否正常的办法有:先把空气滤清器拆下来,透过传感器的进气口的地方仔细观察热线,如果发动机已经熄火到达五秒之后,还是没有看到热线发出淡红色的光辉大概为一秒钟的时间的时候,这个现象就说明了热线已经失去了自洁的能力。当热线被污染之后,可以选择在怠速、热机的工作状态下,把空气滤清器的滤网拆下来,使用汽化器清洗液洗去粘附在热膜或者是热线上的积炭。 2、有关大众车系列传感器故障码的特点 除了发动机以外的部件不正常工作,可能是记录传感器的故障码。当氧传感器坏了的时候,当节气门位置传感器的性能有缺陷的时候,当节气门弄脏的时候,都有可能会记录传感器的故障码。 3、初步判断空气流量传感器的性能 拔下传感器插接器可以判断它的性能。 (1)当出现的故障现象保持不变的时候,这就证明传感器已经被损坏了。 (2)当出现的故障现象稍微减轻的时候,这就证明传感器的性能在一定的程度上漂移,信号就会出现偏值的现象。 (3)当出现的故障现象已经开始恶化的时候,这就证明传感器没有被损坏,是属于正常的。 4、空气流量传感器的不正常工作对汽车可能产生的影响传感器的不正常工作不一定会造成发动机不能启动,但是对发动机的有关动力的性能是一定有影响的,例如进气管回火、加速不好、怠速的不稳定以及排气管会冒出黑烟等等的这些问题,而且还会导致尾气的排放量超标。

  • 【转帖——也谈两会】区域合作摘大气污染“锅盖”

    [size=3]在今年两会期间,"低碳经济"等环保话题引发老百姓的关注。全国人大代表、上海市环保局局长张全表示,我国有京津冀、珠三角、长三角等几个比较著名的大气污染 "小锅盖",由于大气是会流动的,靠某一地单兵作战行不通。 "要通过区域联防联控,让''''''''小锅盖''''''''变成蓝天。 "张全代表打算在今年的人代会上提交一份议案,建议修订《大气污染防治法》,推进区域大气污染联防联控,摘掉头顶的"小锅盖"。  张全代表表示,我国长三角、珠三角和京津冀三大城市群占全国6.3%的国土面积,消耗全国40%的煤炭,生产了50%的钢铁,大气污染物集中排放,重污染天气在区域内大范围同时出现,呈现明显的区域性特征。大气污染这种流动性、区域性的特征,单靠某一省市进行污染防治,无法达到改善空气环境质量的目的。  张全代表认为,虽然长三角地区已于2008年订了《长江三角洲地区环境保护工作合作协议》,开始携手合作区域污染治理,但在区域大气污染防治方面,由于区域内各省市之间的各自利益不同,单兵作战并不能根本解决这一问题。  由于城市间的大[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]互影响较大,区域内还应当建立空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量的联合监测和联合预报机制,由各省市负责所辖区域范围内的监测、布点,建立空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量环境信息平台,互通监测信息,联合发布区域空气环境质量状况,并对重污染天气共同协调防御。如果区域内一旦发生大气污染事故,还需要应急联动机制保障。当一个地区发生大气污染事故时,应当及时通报周边地区,协商采取有效措施,消除事故影响。 [/size]

  • 【分享】大气监测采样仪器

    【分享】大气监测采样仪器

    直接采样法采样时用采气管、塑料袋、真空瓶即可。富集采样法需使用采样仪器。采样仪器主要由收集器、流量计和采样动力三部分组成。大气采样仪器的型号很多,按其用途可分为气态污染物采样器和颗粒物采样器。气态污染物采样器用于采集大气中气态和蒸气态物质,采样流量为0.5~2.0L/min。可用交、直流两种电源。工作原理如图6-12和图6-13所示。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908101330_164794_1615922_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908101331_164795_1615922_3.jpg[/img]颗粒物采样器颗粒物采样器有总悬浮颗粒物(TSP)采样器和可吸入颗粒物(PM10)采样器。(1)总悬浮颗粒物采样器总悬浮颗粒物采样器按其采气流量大小分为大流量采样器和中流量采样器。①大流量采样器的结构如图6-14所示,滤料夹可安装20cm×25cm的玻璃纤维滤膜,以1.1~1.7m3/min流量采样8~24h。当采气量达1500~2000m3时,样品滤膜可用于测定颗粒物中的金属、无机盐及有机污染物等组分。②中流量采样器的采样夹面积和采样流量比大流量采样器小。我国规定采样夹的有效直径为80mm或100mm。当用有效直径80mm滤膜采样时,采气流量控制在7.2~9.6m3/h;用100mm滤膜采样时,流量控制在11.3~15m3/h。(2)可吸入颗粒物采样器采集可吸入颗粒物广泛使用大流量采样器。在连续自动监测仪器中,可采用静电捕集法、β射线法或光散射法直接测定可吸入颗粒物的浓度,但不论哪种采样器都装有分尘器。分尘器有旋风式、向心式、多层薄板式、撞击式等多种。它们又分为二级式和多级式。二级式用于采集10μm以下的颗粒物,多级式可分级采集不同粒径的颗粒物,用于测定颗粒物的粒度分布。①二级旋风分尘器的工作原理如图[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908101333_164797_1615922_3.jpg[/img]

  • 【分享】大气污染导致支气管炎

    大气污染导致支气管炎 大气中有害物质侵人呼吸道,也可以引起支气管发炎。地球表层的大气、水、土、岩石、生物等一切自然因素的总和构成了人类生存的自然环境。人类生活在一定的环境之中,环境的好坏直接影响人体的健康。大气是人类生存的重要环境之一,大气的正常成分是保持人体正常机能和保证健康的必要条件。干燥的空气通常约含氮78%、氧21%、二氧化碳0.04%及其他气体。 在正常情况下,空气是清洁的。由于大气的流动和生物的气体代谢,空气的化学组成保持稳定。但由于人类的生活和生产活动中排放的各种气体、烟雾和灰尘,可使大气遭到污染。可以说,在环境污染中,大气污染当推为首害。 大气污染物种类很多,约有100多种。其中主要有粉尘、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、烃类、氨等。一般情况下,粉尘与二氧化硫约占40%,一氧化碳占30%,其他类占30%。 由于呼吸道粘膜与空气接触机会最多,大气污染对机体的危害也以呼吸道最为显著。有人把由大气污染所引起的一系列呼吸道疾病称为“环境性肺病”。 大气污染物中,以二氧化硫的危害较为突出。当二氧化硫的浓度不太大时,可刺激眼睛和呼吸道粘膜;当浓度大时,则对呼吸道有强烈的刺激和腐蚀作用。有资料表明,空气中二氧化硫浓度超过每立方米1000微克时,气管炎、支气管炎急性发作显著增多。硫酸烟雾对呼吸道的慢性刺激也可引起气管支气管炎。长期低浓度吸入氯化氢、氯气、二氧化氮及粉尘(开采矿石、制作陶瓷、制作耐火材料等),均可造成支气管粘膜糜烂、纤毛脱落、晚体分泌增多,甚至发生支气管痉挛,形成支气管炎。所以,接触工业刺激性粉尘和有害气体的工人及居住在工厂林立、大气环境治理差的城市居民,气管炎患病率远比其他地区为高。 所以说,空气污染是支气管炎发病的重要原因。

  • 大气科学之气象观测==高空风观测

    高空风观测http://www.kepu.net.cn/gb/earth/weather/observe/images/obs00601_pic.jpg探空仪即将拖放701雷达待命工作  测量近地面直至30公里高空的风向风速。通常将飞升气球作为随气流移动的质点,用地面设备(经纬仪或雷达)跟踪气球的飞升轨迹,读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距,确定其空间位置的座标值,可求出气球所经过高度上的平均风向风速。根据地面测风设备不同,分为如下几种:   经纬仪测风:有单经纬仪测风和双经纬仪测风两种。单经纬仪只能测出气球的仰角和方位角,气球高度由升速和施放时间推算。气球升速是根据当时空气密度、球皮等附加物重量计算出气球净带力,按照净举力灌充氢气来确定。但由于大气湍流和空气密度随高度变化,以及氢气泄漏等因素的影响,气球升速不均匀导致高度误差大,测风精度低。在配合探空仪观测时,气象站用探空仪测得的温度,气压、湿度资料计算出气球高度。双经纬仪测风是在已知基线长度的两端,架设两架经纬仪同步观测,分别读出气球的仰角、方位角,利用三角法或矢量法计算气球高度和风向风速。经纬仪测风只适用于能见度好的少云天气,夜间必需配挂可见光源,阴雨天气只能在可见气球高度内测风。

  • 【求助】PL的蒸发光检测器流动相

    我用的是PL的蒸发光检测器,我在测定一个物质时,流动相中含有64% 的异丙醇,请问能不能用,检测器参数为,漂移管温度80度,气流1.3。顺便问一下,流动相中溶剂有什么要求,要具体一点的,如溶剂的类型,沸点等,谢谢大家乐。

  • 2021年新建国家计量基准之一:(0.2~30)m/s空气流速基准装置

    计量基准是国家量值的最高依据,也是保障全国量值准确可靠的源头。党中央、国务院高度重视计量体系和计量能力建设,将计量基准等作为国家重要战略资源。2021年,市场监管总局依照《计量法》有关规定,新批准建立5项国家计量基准,填补了我国相关领域最高测量能力空白,对推动科学技术创新、促进产业转型升级、保障改善民生具有重要意义。近日,市场监管总局批准启用(0.2~30)m/s空气流速基准装置(国基证〔2021〕第152号),其测量能力达到国际先进水平,填补了我国空气流速量值传递与溯源能力空白,为空气流速量值准确获取和应用提供技术支撑。?空气流速也叫风速,指空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]对于地面某一固定地点的运动速率。流速量值伴随诸多自然现象和人类活动出现,广泛应用于生产活动中。风速根据其范围可划分为微风速、亚音速、超音速等。实现空气流动的合理利用一直是人类努力追求的目标,而准确有效的空气流速是关键因素。空气流速计量在产业发展、科技创新等诸多方面支撑国家战略、服务社会民生。?2014年,中国计量科学研究院研制的转盘校准装置参加了CCM.FF-K3空气流速关键量值国际比对,比对结果于2016年正式发布,比对结果验证了我国空气流速量值的等效性和一致性。2017年经国际同行专家评审,中国计量科学研究院基于该装置通过了3项空气流速量值的校准测量能力(CMC),目前已在国际计量局(BIPM)官网发布,这是我国首次在流速量值中获得了国际同行认可。2020年,中国计量科学研究院参与主导完成亚太计量组织(APMP)空气流速量值国际比对(2020APMP.K3)。同时,中国计量科学研究院通过进一步提升转盘校准装置的测量能力,实现全流速范围内的最大测量不确定度为0.1%(k=2)的校准水平。 (0.2~30)m/s空气流速基准装置的建立,填补了我国空气流速量值源头的空白,实现了国际等效一致,对规范国内气体流速量值传递体系和促进国民经济发展具有重要意义。同时,该计量基准的建立有助于我国空气流速测量水平的提升,为能源环保、航空航天、生物医药等产业发展中的空气流速监测和应用提供计量技术支撑。

  • 大气科学之天气变化原因==气旋与反气旋

    气旋与反气旋的特征和分类  大气中存在着各种大型的旋涡运动,有的呈逆时针方向旋转,有的呈顺时针方向旋转;有的一面旋转一面向前运动,有的却停留原地少动;有的随生随消,有的却出现时间相当长。它们就象江河里的水的旋涡一样。这些大型旋涡在气象学上称为气旋和反气旋。  气旋和反气旋是常见的天气系统,它们的活动对高低纬度之间的热量交换和各地的天气变化有很大的影响。  (1)气旋风和反气旋的特征  气旋是中心气压比四周低的水平旋涡。在北半球,气旋区域内空气作逆时针方向流动,在南半球则相反;反气旋是中心气压高四周气压低的水平旋涡。在北半球,反气旋区域内的空气作顺时针方向流动,在南半球则相反。气旋和反气旋一般也称低压和高压。http://www.kepu.net.cn/gb/earth/weather/vary/images/var40101_pic.jpghttp://www.kepu.net.cn/gb/earth/weather/vary/images/var40102_pic.jpg气旋反气旋

  • 【原创】大气自动站在日常运行中容易出现的问题和解决方法

    【原创】大气自动站在日常运行中容易出现的问题和解决方法

    自动监测作为一项新的技术引入大气监测以来,一改以往人工采样、分析,出数据这样既费时又费力的状况,极大的提高了大气监测的工作效率。但是由于大气自动监测站纯粹是靠自动监测仪器二十四小时不间断运行分析得出数据,所以如何保证自动监测仪器的正常运行是大气自动站日常工作中的重点。虽然我站大气自动站建设并且运行的时间不算长,但是遇到的问题却不少。我站使用的是Thermo(原美国热电)42i(氮氧化物分析仪)、43i(二氧化硫分析仪)、146i(动态较准系统)、FH62c14(PM10分析仪)。在咨询热点工程师和查阅相关资料后,不少问题都得到了解决。本文就在日常运行中出现的主要问题,结合查阅资料后得出产生的原因及解决方法提出自己的一些看法。一、自动监测仪器较零系统的问题在大气自动站运行过程中,SO2读数出现了负值。出现负值的原因是零点产生了漂移,而零点产生漂移的原因很多,我们查阅了很多资料,分析得出以下几点会导致负值产生的原因及解决方法:1、由于零气是由空压机抽取空气通过活性炭吸附和高锰酸钾球氧化后得到的,所以活性炭的吸附和脱附问题会影响较零,产生假零点。活性炭在不同温度下的吸附性不一样,随着温度的升高,吸附量降低,这是物理吸附叫典型的特征,温度升高,被吸附物活性炭表面作用力降低,脱附速度加快,达到吸附平衡时间偏短,平衡吸附量降低。如果第一次的吸附温度比第二次的吸附温度低,那么在第二次吸附时第一次的吸附就会有部分脱附现象产生造成假零点。解决方法是尽量保持每次较零的温度都在恒定范围内,不要出现每次教零时温差过大。【1】2、活性炭过少或者是已吸附饱和。解决的方法是活性炭应当取合适的量并且及时更换。3、当室内外温差较大时空气湿度大,SO2遇水产生了荧光猝灭现象,此情况在北方冬季出现较多。解决的方法是在零气回路中增设恒温装置,以除掉空气中的水分,并选择当日环境空气较好的时候进行校准。【2】4、室内空气的洁净。因为产生零气的气源是从室内空气抽取,所以保证室内空气的洁净是很重要。如果室内废弃长时间聚集过多,会导致活性炭和高锰酸钾球的过负荷工作,很容易使零气中含有SO2成分,在教零过程中产生假零点,导致零点漂移。解决的方法是保持室内的空气的清洁,每隔一段时间开窗换气一次,另外最好能在大气自动站安装换气扇。5、仪器电零点漂移。这个原因是无法消除的,唯一的解决方法就是定期检查出来并且及时消除。6、空气压缩机压强设置过低,当上限压强设置过低时,空气压缩机再次启动前会使下限压强更加低,造成零气流量不足,从而造成稀释后的标准气不足。但是过高的压强设置又会造成压缩机符合过重,磨损大,易缩短压缩机使用寿命。解决的方法是空压机根据实际情况选择合适的压强设置。【3】我们联系了售后并且对上述可能产生的原因进行了分析排查,得出的结论是仪器电零点发生了漂移。由于零点向下发生了漂移,所以在天气非常好,或者风力达到一定级别以后,在空气中检测出的SO2含量很少,很容易测出负值。二、FH62c14(PM10分析仪)在玻璃纤维滤纸上残留样品尘粒对数据的影响。FH62c14的工作原理是尘粒落到玻璃纤维滤带上在比例探测器和14c ß 源之间定位。β气流通过滤带上方并在尘粒层堆积。随装载质量增加β气流强度减弱,导致探测器的计数率减少。由于有一个连续完整的计数率,故滤带上的质量是可以测量的,流速的连续测量决定样品的体积。有完整的样品体积和质量探测,就可以得出尘粒浓度。工作原理参见下图[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908051515_164055_1611705_3.jpg[/img]1、比例探测器2、尘粒收集玻璃纤维滤带3、垂直移动真空膛板4、14c ß 源100µ Ci 玻璃纤维滤带 FH62c14工作原理示意图FH62c14运行初期玻璃纤维滤纸上遗留的样品尘粒是一个完整的圆形。在我站FH62c14实际运行中发现玻璃纤维滤带上的样品尘粒和仪器运行初期玻璃纤维滤带上的样品尘粒相比较不够完整,有明显的缺损,缺损达圆面积的1/5。当我们停止仪器运转并打开垂直移动真空膛板后发现真空膛板上残留有细小的碎纸屑。正是这碎纸屑挡住了少许样品尘粒,使每次更换出来的样品尘粒都不完整。从理论上来说,碎纸屑挡住并遗留下的样品尘粒会额外减弱一部分β气流强度,导致探测器的计数率减少,滤带上的质量增加。在样品体积不变的情况下,样品质量增加那么样品浓度也随之增加,那么监测数据也随之偏高。对于每次残留的样品是否会对下一次样品尘粒的分析有影响,我们联系了热电的工程师。得出的结论是不受影响。首先在更换玻璃纤维滤带后,仪器会对玻璃纤维滤带上的采样点进行基准测试。在分析时对每次在基准上的增加量进行计算,得出PM10浓度。因为每次采样时计算的样品尘粒质量是增加量,和玻璃纤维滤带上是否有样品尘粒,有多少样品尘粒没有关系。对玻璃纤维滤纸的使用寿命有没有影响我们也做了分析。玻璃纤维滤纸的更换条件有很多,其中有每隔24小时自动更换、自上次滤带更换后增加超过1500μg和由于潜在的限制性尘粒沉积导致通过滤带速度低于5%时。如果空气中的PM10非常少的情况下,仪器工作每隔24小时换一个点,滤带上的样品尘粒不一定满1500μg。如果空气中PM10含量非常高的情况下,滤带上的采样点满足质量大于1500μg时就自动进行更换,但是时间不一定有24小时,有可能才18小时。假设玻璃纤维滤带上本身有样品尘粒残留,在空气中PM10浓度不高的情况下,采样24小时,浓度仍然有可能没有达到1500μg,那么滤带更换是按照间隔24小时更换。分析得出影响玻璃纤维滤带更换条件的因素很多,当其中一个条件满足后,滤带就会自动更换。所以,我们得出的结论是样品尘粒的残留对滤纸寿命的影响可以忽略不计。三、断电导致仪器工作恢复延迟。停电是不可避免的,短时间的断电后仪器能够自动恢复工作,但是长时间的停电会导致仪器工作恢复的延迟。例如长时间停电后,42i氮氧化物测定仪的墨炉温度会降低,冷却堆温度会升高。而仪器正常分析时墨炉温度为300℃-350℃,冷却堆温度为-5℃至-1℃。当来电后温度达不到工作要求,所以不能立即工作,必须要等仪器稳定后,墨炉、冷却堆温度等一系列条件达到要求才能正常工作。另外我站FH62c14在来电后等待了近三个小时才开始正常工作,也是由于仪器恢复工作需要稳定这个原因。所以如果停电以后要将电源总开关关闭,等来电后再开启,来电时电压过大对仪器造成损坏。另外来电后仪器还没有能恢复正常工作时,需要等待观察一段时间,不能因为仪器没有工作而擅自修改仪器设置或者对仪器进行平凡的操作,这样都会对分析数据及仪器本身造成影响。大气自动站的实时分析数据极大的提高我们对环境空气指标的监控,但是出现问题后如果不能及时解决,就会中断正常的监测工作。要能保证大气自动站的正常运行就需要我们首先对整套系统的运行原理做到了解,其次出了问题以后要根据仪器的报警参数进行排查,最终找到问题的根源并加以解决。做好预防措施也是很重要的条件之一,比如室内温度的恒定、工作电压的稳定、定时清理采样总管和气路管道、及时更换滤膜等等,这样可以减少或者避免仪器运行中故障的产生,保证大气自动站的连续在线监测的运行。

  • 鞘气流速问题

    最近仪器把鞘气流速设置成11,就会报错,说质谱不能调节流速,把鞘气流速设置成10就不会报错,型号是安捷伦6470

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