比较除尘和粉尘浓度测量从阿尔伯特·科勒和沃尔特斑点,气象研究所技术高中,达姆施塔特
免责声明:注意的一些公式符号不显示,可以要求从原来的文章chris@dustwatch.com
下载-科勒雀斑1966. PDF(德国)
比较除尘和粉尘浓度测量
从阿尔伯特·科勒和沃尔特斑点,气象研究所技术高中,达姆施塔特
1介绍。的研究(研究)在1960年至1965年,由研究所的气象、达姆施塔特大学联邦经济的支持下,研究设备除尘和浓度进行测量。这个想法是比较粉尘浓度的测量设备彼此之间以及与设备进行除尘。为此,一项研究(研究)地面已经成立在曼海姆工业区Friesenheimer岛。在那个区域,测量数量的每周平均除尘和浓度仍很大,几天的接触就可以找到可评价的样本数量。
内的本地变量是足够常数研究(研究),因为在附近没有尘埃的来源,并不适用于任何地区动荡将影响气流(建筑物、植被、景观)。青草覆盖可以扬尘低。每个设备类型的几个被竖立起来,这样可以应用统计评价方法。所有设备定位,他们均匀采样空气,地面6米,除了一些设备是建立专门研究结果的依赖于采样高度。
科勒和微粒粉尘监测
图1:仪表类型Bergerhoff -挡风玻璃* - *注意不同的原始文本
图片2:表类型Bergerhoff,没有*挡风玻璃*注意——不同的原始文本
图3:计类型与锥形windscree Bergerhoff
图4:衡量标准Gaug类型
图5 - 7:测量设备类型爱尔兰
“Drahtring”=线环(网)
测量装置
1。类型Bergerhoff (B)(图1)。
1、5升jar 61厘米2收集区域站在一个合身的铁丝篮杆。最初,10设备进行了研究,后4。为了研究对象的影响影响周围的气流与风能设备3 (B)设备屏幕(图1)是竖立,一个老Bergerhoff模型(B一个)(图2),4台锥形屏幕的设计(B年代)(图3)和4单位分离没有篮子(B0)。
2。心血管病类型。标准轨距(G)(图4)。
平板玻璃漏斗与集合面积770厘米2连接由一个管下面的收集瓶子。周围聚集的漏斗网环运行,10厘米宽比和漏斗边缘10厘米以上。漏斗和瓶子打开三脚架上。3这些设备进行了测试。
3所示。类型爱尔兰(H亚型H E, N)(图片5 - 7)。
收集容器是一个双锥形漏斗,锥形向上和向下,后者收集瓶子。的收集表面类型H E, N是500厘米2,h型,是200厘米2。H-funnel E-funnel是相似的,但不同的导线环直径10厘米比开幕式更广泛,只有2厘米以上收集的边缘表面。n型(勒沃库森),漏斗的PVC,其顶部的距离缩短,细长的下半部分。在研究期间,其他类型的金属漏斗必须内衬塑料,另有腐蚀会导致错误的测量。我们用3 h形的设备,3 e级和5的n型
4所示。类型Lobner -李四光(L)(图8)。
漏斗是陶瓷做的,770厘米2收集区域和位于金属缸相同的直径。在汽缸收集瓶子定位。有一只鸟保护网格(网),类似于g设备。为了确定其影响的测量值与这些设备,使用的一些10暂时没有任何鸟警卫或与其他类型的网格。
5。美联社CA -标准(U)(图9)。
这个设备是空气污染控制协会提出的在美国。我们尝试5这些单位。B-device,它结合了灰尘收集和收集船在一个容器中,但在一个所谓的“电池槽”5日3升内容和收集面积177厘米2。这个杯子坐在一个极简单的山
达姆施塔特类型(A)(图10)。
Koschmieder已经提出一个新的设备,从理论方面的考虑。调查开始后不久,他的三个设备的建造和安装。一个浅盘里的透明塑料,25厘米高,直径103厘米熊在其中心一艘200厘米2收集区域,也可以作为收集容器。插座之间的空间和盘子的边缘覆盖着一个平坦的PVC网格的边长的象限(广场)2厘米。这道菜,网格和收集容器一个水平面。这种特殊形式的乐器是为了尽可能少干扰自然气流时经过的收集容器,从而影响降水过程尽可能少。
图8:测量设备类型Lobner-Liesegang
图9:米,美联社CA-Standard类型
图10:米,达姆施塔特类型“座架”=山,“光栅”=正方形的网格
7所示。Diemsche胶膜/膜(D)。
一个铝箔/膜33厘米2面积插入固定板,涂上一层凡士林,约50毫克,自由挥发性物质和暴露在一个小铁丝篮杆在所需的高度。最初10这些设备被使用,后一个额外的三个雨覆盖被竖立起来了,这是确定雨对测量的影响。这些覆盖安装一个24厘米,直径12厘米以上箔/膜。
至于设备测量粉尘浓度(毫克/米3-积极收集),只有少数单位三种不同类型的购买,由于更高的成本。有五集尘设备类型缝匠肌和三个dust-scales自动注册,由使惊讶三个设备测量粉尘浓度的类型Strohlein。研究地面,Friesenheimer岛,开放大气污染的高度积极的物质。这些设备的前两个类型(类型缝匠肌和恐吓),静电分离空气中的尘埃,证明耐力测试期间很容易受到干扰,只有偶尔他们会提供可靠的测量。因此,他们不能被视为评估。
在Strohlein设备灰尘沉积在过滤。我们使用了MSA玻璃纤维过滤器1106 B与直径11厘米,因为收集效率高和低,相当恒定流动阻力。设备由三部分组成,可被加热的滤光片支架,泵和煤气表。部分由软管连接,安装一个高于其他山被塑料薄膜覆盖。(如与设备测量粉尘的收集表面降水)。吸口,一管2厘米直径在1,6米的高度。覆盖着一个金属帽是下雨。空气的数量在不超过200 l / min,通常都被看成是压制降低值。
在测量领域,风速和风向是登记和记录,雨,温度、湿度、气压、太阳辐射。
3所示。定位设备
设备系统分布在测量领域。两个邻近的设备之间最短的距离最初2 m。那么担心出现一个设备造成的动荡可能会足够强大,邻近的设备只有2米顺风可能得到不正确的降水测量。因此,最小距离增加几周后开始研究3、5米。可以接受,这个步骤是合理的,当两个设备类型研究,B型和L型,给了比以前更窄的光谱数据的距离增加。1、5米高的栅栏的粗钢丝网跑整个研究的理由。但是它从来小于5 m任何设备。
4所示。抽样
采样区域强烈的空气污染的尘埃。这一事实允许7天——测量时间。暴露了一些设备测量粉尘浓度的几个时期,因此检查曝光时间的影响。在一个曝光时间的终结,尘埃的漏斗bottle-dust-collectors不得不洗收集灰尘,使用200毫升蒸馏水冲进收集瓶子。设备B、U和一个不包含一个单独的收集瓶,冲洗过程是不必要的。在寒冷和/或暴风雨天气,该清洗过程是一项艰难的工作,很难准确地冲洗尘埃。随着这些设备往往没有液体的容器,200毫升蒸馏水在实验室中被添加。
集合时间的尘埃浓度测量——恰逢的灰尘降水。
设备测量浓度由单片机的开启/关闭(计时器)每小时5分钟的三倍。因此,设备的磨损减少,同时保证过滤器的流阻也不会增加太多。精确准时被电时计测量。均值/每周平均粉尘浓度因此从504年抽样计算大量的灰尘(3次在7天时间内每小时5分钟一次)。均值得到这种方式会有所不同从将从连续抽样结果的价值,如果测量不采样时刻之间的差异很大。粉尘浓度是影响波动的排放强度和气象参数。随着这些变化扩展到时间不超过一天的时期,有意义的采样的条件是正确的。
5。样品处理,检查测量值
除尘的样品都是统一处理。可溶性(Y)和不溶性(X)尘含量是衡量重力测量。在d设备,所获得的总重量箔/膜决心,在设备测量粉尘浓度的体重过滤器。这些值被分为收集面积和曝光时间,或者通过空气吸入量。结果是一个数字,转化为维g / m2x 30天或100毫克/米3。使用统计方法消除异常值,检查是否显示系统偏差的测量值。在每个类型,事实并非如此,而是之间的测量不同类型的设备。
6。测量数据的评估
6.1。设备测量粉尘浓度之间的关系。
K -设备类型
J -测量期间
L -设备类型
“N”是——测量的数量。
每一个kNj(设备的类型k在测量期间j)发现价值kn霁(i = l,…kNj)所有的lNj(设备的类型l在相同的测量周期)进行比较。
每一个Nj=kNj- - - - - -lNj对值,一个点是在直角坐标系kn,我n。
测量时间j = l, M…结果在集群点周围的点knj,lnj。
所有的点的数量
米
N = S Nj. -
j = 1
下面是德国原始以防上面的翻译是不正确的。
确定测量值之间的关系的不同类型的设备测量尘埃-浓度线性回归的方法被应用;换句话说,它是假定(在第一个近似)的关系是线性的。作为两个相互关联的值相等的可变性的精确测量和计量单位,明确两者之间的关系是可取的,回归线的公式推导的条件。
这里dj是点的垂直距离(knj,lnj回归线)。相比之下,这个距离通常是测量一个协调轴平行,根据并行性的选择,通常会出现两个回归直线。在传统的回归方法改变的规模变量做相应改变回归参数。使用dj相比之下,回归的垂直距离,没有不变性。在这种情况下,传统的d越少j回归可以应用有意义。
从个人分在回归线的传播8u2好的近似,得到D (a)的距离,回归线的置信区间;这些是回归线附近区域的限制,其中有给定的概率可以找到重点
D (a) = 8uX t (n - 1 a),其中t (n - 1 a)是t的值的数量,在曲线下的面积的比例乘以t分布的谎言。回归直线的决定因素是导致维b吉隆坡纵坐标的部分吉隆坡;第一个索引显示设备的类型,测量值的协调分配给纵坐标的测量值,第二种类型。从距离D (a),置信区间D (a)吉隆坡。这是该地区回归直线的两侧,这是发现测量值的kn设备的类型k,属于测量值l设备类型的nl可以发现的概率。
递减的程度相关性的特点是,像往常一样,由确定系数B米。B米= 0意味着不存在线性关系,B米= 1,意味着有一个。
表1中,测量获得,我们限制自己最重要的设备类型。有Z测量值(Z = X + Y)用于曝光时间7天。(概率)我们选择0.9。最后一列显示指定的时间,得到的测量值。这里例如8/61表示1961年的第八周。的部分吉隆坡平等的,除了回归G / H, > 99.9%的概率≠0。给转换因子并不完全公正的测量值之间的关系不同的设备类型,。衡量一个设备类型的不确定性是分散的个体价值测量周期的平均值,如表2所示,线。2变化之间的差异已成为安全的。
4号线显示了各自的平均值的变化(第3行)(变异系数)。第5行给这些平均值相对应的样本数量。g设备的不确定性显著低于别人,互相差异小。绝对实验室错误可能是独立于设备类型和B-device相对最重要。
类型的变异系数B、H和L不过或多或少是相同的,可能导致的结果(如他们需要被淘汰)。在H和L灰尘被风失去了作用于尘埃过滤器(见下文)。
g字更小的误差,我们解释的事实,漏斗是由光滑的玻璃,可以彻底把灰尘清理干净。
6.2。测量的除尘和浓度之间的关系
首次检验量浓度测量设备(c)以任何方式依赖空气速度(w)的吸入的米。在82年测量周期,3仪器操作不同的气流速度。这些值的回归系数计算的概率是非常小的,是消失≠0。然而,风(w)变化只在范围从2到10 m / s。实际上是最肯定有相关c = c (w)。但它超越了其他因素的影响,所以我们不用考虑这个问题在使用测量值。
6.2.1。不考虑风和雨
的相关值变量,传统的回归方法。根据坐标轴分配的变量,可以找到两个不同的回归直线的斜率b维度cn≠l / b数控。在这里c代表浓度,n降水和第一个索引叫做纵坐标。表3总结分析回归的结果。列参考:
1。测量类型的沉淀剂和类型(X insol Y溶胶分数,Z = X + Y);2。导致尺寸b数控;3所示。纵截距;4所示。置信区间的宽度(= 90%);
5。决心(%);6。数的值对回归计算;7所示。测量值的算术平均除尘;8。粉尘浓度的测量值的算术手段。
根据Z = X + Y,球场维度和拦截(线路1、2、3)增加。的安全连接的Z值大于X和Y值。设备的值与挡风板(线7,8,9)相差无几,但突出明显的其他金额。球场尺寸比其他设备,大于它对应于平均降水的条件,以及确定系数。行中的值5槽之间的g设备有或没有屏幕。
所有的回归有消极的拦截数控这表明一个极限的粉尘浓度低于没有除尘是可以衡量的。表4中的值cn更表明这样一个极限存在。在表4中,家里打电话闲聊的值(倒)回归总结根据表3所示。计算表的值,只有那些测量时间考虑在内,在测量可用于所有总结1 - 4和5 - 8行类型的设备相比,没有限制。设备有或没有屏幕清晰可辨。积极与之间的值8轴部分,9日至11日,密切关注9躺在一起。
6.2.2。风和雨的考虑
毫无疑问风雨变量影响测量值,尤其是测量过程。作为一个粗略的数值估计这些气象参数的力量,雨的高度h,平均风速v可以使用每个集合期间。表5显示了结果的三线性回归计算c,h和v作为独立应用,n作为因变量。单独的列显示:1设备类型;2。回归系数b数控3。b的概率数控≠0;4所示。回归系数bnh;5。b的概率nh≠0;6。回归系数bnv;7所示。b的概率nv≠0;部分8的纵坐标n;9。置信区间的宽度为单一值D (a)n= 90%;10 B的决心米;11表3的简单回归的决心;12。值对的数量。
比较确定的系数列10和11显示了设备类型大幅改善的关系。
7所示。进一步的评价结果
一些关键的话,上面的测试结果。此外,其他值得注意的点已经讨论了定性,账户的空间不能提到这里。
7.1。设备的形状的影响
各种类型的设备测量粉尘的事实浓度提供显著不同的测量值,必须主要归因于他们的不同形状:这种形状的不同会导致不同的干扰自然的气流。必须假定所有设备类型的测量值小于真实的价值,因为即使对象影响气流充其量只能“中和”,(例如水平流平面以上,(平)收集区域的设备正值水平),流的水平而不是加速。然而,液流角随时间变化很大。
设备的形状在多大程度上影响测量值的尘埃降水,变得明显时的值由除尘装置和粉尘浓度测量设备相关的。相关的质量要求是相当高的设备与flow-influencing结构(A, B年代B一个)。设备的测量值,B年代和B一个本身是更大的比其他类型的设备。统计措施的差异不是中非常重要的两组设备(挡风玻璃/没有挡风玻璃)。某一中间位置是由g设备。它的形式,一个大约半球形漏斗(玻璃)在一个开放的框架——已经更具流线型,在尽可能多的被压抑的空气过滤器下可以主要流过去。这也表明,在气流的性质研究,整个单位必须认真加以研究,而不仅仅是漏斗本身。
风的有利的影响和一些努力(B屏幕是可以实现的年代)。显然需要考虑到设备可以流离失所的空气流过去的下面,而不是通过收集表面上面。物体越近影响气流到达收集口的边缘,强大,似乎影响它的形式和/或位置的变化结果。
结果不仅取决于降水过程中,而且在多大程度上灰尘沉积已经再度迷失。这也是受制于收集漏斗的形状或收集玻璃(funnel-less类型)。在血管,空气涡流形式(再次把灰尘从容器)和水平轴垂直于风吹的方向。在几何相似的血管障碍影响相对较少,较浅的容器。商收集面积/船高并拥有的维数特征长度。(那么有深度船导致少粉尘损失通过涡流效应)
这可能解释,至少部分,更好的捕捉或保留的尘埃在b型的设备,因为周围的铁丝篮B-glass影响接收的溢出。这是所示实验B-equipment的篮子搬那么远,上三分之一的玻璃是免费的(B0)。B0测量值明显低于b值。
屏蔽设备的l型观察到,所有条件相同的情况下,(基本相同的屏幕的大小和方向滤波器),测量值依赖于屏幕密度。这个屏幕已自1963年中期以来,由金属穿孔板,使测量值远高于那些以前常见的衡量,我们几乎只用于我们的测试设备。这个模型有一个屏幕的膜的金属丝网的2厘米网格。的变异系数为9%,较新的盾制成多孔板(与洞盾)到达测量值1,4倍,不溶性粉尘含量仅1,6倍。筛网几乎扰乱空气流。如果是完全忽略,导致测量值略低。
7.2。风雨的影响
实验结果表明,该装置测量尘埃降水显示测量结果与降雨增加,增加和提高测量结果与平均风速的增加。供参考,测量尘埃浓度使用。可溶性固体在尘土中沉积的比例还会增加更多的雨。的三线性回归,设备测量尘埃降水是一个函数的尘埃浓度,雨高度和风速,导致更高的系数的决心。测量来自风的设备屏幕在统计上不显著不同;他们是一群对正常的设备。设备类型的A和B到达系数特别高的决心;设备类型的B年代一个发现87%。
维器件(胶板)是唯一一个,以减少其价值观与雨也高度和风速。风效应获得超过99.9%,雨影响从99年的99.9%。雨的影响,二次相关结果更高质量的背景下,这表明维单元比bottle-collecting导致较低的测量设备,这是最为明显,当降雨较低[2]。从1961年中期除了正常模型,建立了新的D-units雨盖,这几乎总是导致更高的价值以多雨的时期。风差值的依赖可能是由与越来越多的物质和颗粒粘的胶表面,其绑定的力量(已经捕获)减少灰尘。
雨一个间接的影响是,它促进设备的腐蚀。通过雨暴风腐蚀产物也从风能到屏幕/收集容器,挡风玻璃或鸟笼伸出收集以外的区域,没有绝对安全的防腐涂层。只有通过定位多个相同类型的设备在相同的条件下,这种现象可以发现,几乎没有明显的测量。
7.3。曝光时间的影响
随着曝光时间增加,灰尘沉积在除尘设备的数量普遍减少,即除了下雨的不连续效应。因此,更多的物质失去了通过风行动增加曝光时间。这显然是如此的不溶性部分灰尘,因为至少部分可溶性尘埃已经溶解在雨滴,进入测量仪器,因而从风的影响。当这些船只再次枯竭(B-glass),尘埃奉行的干渣船的墙壁。另一方面,雨的机械作用不足以洗漏斗上的所有不溶性粉尘收集瓶或收集容器的底部。这就是为什么设备用统一收集漏斗和没有有效的流量调节结构将失去更多的灰尘,增加曝光时间(粉尘损失增加而增加曝光时间。)插入电网或类似的对象意味着稳定气流,是有问题的:它几乎是不可能洗尘埃夹在这些测量它。(灰尘被抓进了网)。
l型失去更多的不溶性粉尘增加曝光时间比其他任何类型,其次是类型G, E, H, N, U, B和H。当曝光时间从7 - 28天,损失12%的不溶性物质在L-devices指出,在H和B类型1%的损失必须被视为不清楚它是否存在。
一个有趣的曝光时间的影响是在检查的关系n=n (k)。这个测试是使用价值来源于真正的7天测量以及值与显示28天计算值。在后一种情况下的存在相关性的确定系数非常小,不能建立关系的存在与确定性。28天暴露测量时,把所有值如此紧密聚集在长期的意思是,7天相关的风险敞口,这当然存在,完全被遮挡。
7.4。数量以除尘设备,收集表面的高度的依赖
在60测量周期7天,B-devices研究定位在三个不同高度的地面:0.3至2.0米。这是感兴趣的,测量量是否依赖集合表面地面的高度。测量值上升明显增加离地面(灰尘水平较高,接近地面),即多线性的。这种效果是非常清楚的不溶性粉尘,而只有弱的可溶性尘埃粒子。干不溶性粉尘沉降的运动(“下雨”)大大影响风和形状的装置。依赖高度发现还强调,当比较测量除尘设备收集的高度必须是相同的。
7.5。依赖的结果评价
在我们的计算中,统计措施连续时间段是分开了。发现增加调查期的确定语句的长度增加,,但是回归直线的决定因素为不同时间稍有不同。这一事实使得这项研究的结果有效,虽然严格来说,这只适用于研究的网站。比较我们的结果和研究可比其它网站相同的数值被发现,例如长期的比率意味着不同的设备类型。这表明,发现在目前的研究结果也许同样适用。
8)最后的评论
如果选择一个设备测量除尘,需要意识到的光谱测量数据的重要性,价格,努力做适当的维护、耐腐蚀、易于使用和依赖曝光时间和风速的测量值(以及更多)。在仔细审查结果,考虑到长期经验发生在处理不同类型的设备,用一个简单的挡风玻璃B-device (B年代)似乎是一个特别适合测量除尘设备。
联邦经济和VDI空气污染预防由于金融委员会和道德特别感谢支持目前的调查。
文学
[L]年龄、J.C.:屏蔽存储降水指标。每月的天气启卷。65(1937),美国的262/265。
[2]科勒,。:关于雨的影响与除尘测量。职位。理论物理。自动取款机。36卷(1963年),页148/156。
总结
德国(翻译)
地面上的一项研究,除尘和浓度测量与各种设备在数年。安全一方面之间的相关性不同的粉尘浓度测量值,测量值之间的其他设备上测量粉尘浓度与测量除尘。风的影响,降雨和形状的设备对他们的研究结果证实。
中文:
除尘和粉尘浓度测量多年测试地面上通过不同的乐器。可靠关系跑因此被发现不同除尘,测量值和测量值之间的粉尘浓度和除尘。风的影响,降雨和文书的形状显示测量值。
法国的总结。
问候
克里斯贷款
(BSc化学工程师,公关Eng)
达格玛Gleiss-Forcioli——翻译——南非