使用 FP-25 校准现场 PM 空气采样器
FP-25空气监测系统
流量测量对于空气监测过程至关重要，质量数据需要一致的气流且波动小。这在温度、气压和湿度都受到严格控制的实验室内很容易实现。当然，大多数环境空气监测都是在室外进行的，仪器和数据受到不同天气条件的影响。
借助FP-25 流量标准，收集环境空气源的质量数据比以往任何时候都更容易、更准确。这些流量设备可用于校准甲板上的任何小容量颗粒空气采样器。
在本文中，我们讨论了空气监测应用中的挑战，并介绍了开发 FP-25 的解决方案的历史。
空气监测挑战
- 校准时间长
- 大气压力条件
- 极端温度和高湿度
环境空气技术人员尝试了一系列解决方案。从容积式流量计到标准便携式质量流量计，再到低压降质量流量计，每种设备都有其自身的不足。
正位移计具有 20 点校准过程，这使得它们成为非常耗时的解决方案。
标准便携式层流差压 (DP) 流量计显着缩短了校准时间。然而，如果体积流量标准具有低压降，则更有效，因为这可以最大限度地减少在大气压下操作时的读数波动。
Alicat 发布了Whisper 便携式低压降层流差压流量计，能够测量低至 0.07 PSID 的压降。但这些基于实验室的高精度标准是为室内使用而建立的。在室外使用时，它们通常需要很长时间才能平衡环境温度，尤其是在炎热、阳光明媚的日子。即使在缩小流动体并从不锈钢改为铝之后，这些设备仍然存在辐射热问题。水蒸气带来了额外的挑战，因为它会改变空气的密度和粘度并影响气流。
优秀的解决方案需要即使在极端温度下也能提供高精度测量，因为在干燥炎热的亚利桑那州夏季，空气监测可以在 108°F (42°C) 的温度下进行，而在冬季则可以在 86°F (30°C) 的温度下进行。墨西哥湾潮湿的飓风季节，或阿拉斯加冬季的 -20°F (-29°C)。
用于空气质量监测的 FP-25 校准器套件
FP-25 流量标准专为户外使用而开发，使用气流温度、相对湿度和压力的实时读数来不断更新被测气体的粘度值。这些设备使用多个压力传感器来捕获环境气压和气流的内部压力，并在 -30 至 60°C 和高达 95% 相对湿度的环境中进行精确测量。
FP-25空气监测系统
减少温度平衡时间
FP-25 配备两个温度传感器。第一个直接安装在气流中，从而提高空气温度测量的准确性。第二个是快速响应的外部温度探头，可根据环境条件校正内部流流温度。
这种新的流量标准可以快速平衡，并且可以在炎热天气的阳光直射下使用。即使您刚刚从加热的车辆中出来，环境温度低于零，该设备也只需几分钟即可达到平衡。
计算符合 EPA 质量流量标准的实际体积流量
FP-25 还包含两个压力传感器，用于测量外部大气压力和内部气流压力。气压传感器（位于显示屏上方的仪器外壳内）用于监测环境大气压力。同时，内部压力传感器包测量流入口和出口之间的压差以及流的绝对压力。
该设备使用来自这些压力和温度传感器以及湿度传感器的原始数据来计算每毫秒的实际（体积）流量和标准化（质量）流量读数。这些测量参考一组标准温度和压力条件 (STP)。默认情况下，FP-25 使用 EPA 设定的质量流量标准：25 °C 和 1 atm。
FP-25 使用外部温度探头参考环境温度的标准化流量读数，并使用气压计参考内部环境压力。然后显示实际体积流量，反映每单位时间进入空气采样器（在当地气压和探头温度下）的空气体积。
将流量精度保持在零以下
空气监测全年进行，因此美国北部和加拿大的技术人员在低至 -30°C 的温度下进行室外流量校准。在零度以下的温度下使用电子产品可能具有挑战性。在低于冰点的温度下，容积式流量计的活塞会冻结，导致其无法使用。对于文丘里管，压力传感器的响应能力降低，导致测量结果不太准确。即使是标准的 Alicat 设备也只能在 -10°C 的温度下运行。
为了解决这个问题，FP-25 压力传感器在 -30°C 至 +60°C 范围内进行了仔细校准。在此温度范围内进行的任何测量都将精确到读数的 ±1%。
防风、防尘、防雨
由于体积流量标准通常具有极小压降，因此它们对风也非常敏感 - 而且风还会导致灰尘。使用空气采样器制造商的一些技巧解决了这个问题。空气采样器入口装有滤网，可过滤掉大的灰尘颗粒，其百叶窗式设计可防止大风条件影响下管内的流速。
当 Alicat FP-25 与空气采样器的下管对齐安装时，它充分利用了空气采样器入口的特性，这种配置称为“直接模式”。在此配置中，FP-25 位于 PM10 入口的正下方。但PM2.5以上则采用极锐切割旋风分离器（VSCC）。这可以保护流量传感器免受风、灰尘和雨的影响，并且使 FP-25 能够监测与采样器在正常操作下看到的完全相同的流量条件。
配备蓝牙通讯
FP-25 另外还具有蓝牙通信功能（与 Android 移动设备兼容），因此仪器可以保持安装在空气采样器上。这意味着在炎热或寒冷的条件下，需要更少地上下梯子来检查读数，从而使空气监测技术人员能够在避难所内专注于校准。
抗滴落
该设备还可以承受从屋顶坠落的情况，以防万一。
适合您的技术
Alicat 的 FP-25 流量设备是通过与各个司法管辖区的空气监测技术人员密切合作而开发的。其结果是一个坚固、耐用、高精度且易于使用的空气采样器校准装置。FP-25 包含在一个套件中，其中包含完全校准任何 EPA 批准的空气监测器所需的所有设备。