大氣環(huán)境監(jiān)測工程師們助力美國Alicat 66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀雛形誕生，呼吸一口清爽冰冷的空氣，感受雪花拍打在臉上的瞬間。。。這樣的場景是不是很美呢？你可知道這樣的氣候環(huán)境幾乎導(dǎo)致所有流量校準(zhǔn)儀的既定精度極限失效。幸運的是，Alicat 66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀不受絲毫影響。多虧所有現(xiàn)場大氣環(huán)境監(jiān)測工程師不斷提出的寶貴意見，Alicat 66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀實乃為這類變化多端的氣候環(huán)境量身定制的流量校準(zhǔn)儀。

  接下來我們就來講講Alicat 66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀如何誕生的故事。Alicat全新大氣采樣校準(zhǔn)儀66系列從研發(fā)到上市，幾個測試版本經(jīng)過美國國內(nèi)具有代表性氣候特點的環(huán)境監(jiān)測站數(shù)輪反復(fù)試用，聆聽了眾多一線大氣環(huán)境監(jiān)測工程師的核心意見，才有了如今這臺專用于所有大氣顆粒物在線監(jiān)測儀流量校準(zhǔn)的Alicat 66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀

  故事始于幾個曾用過Alicat便攜式流量校準(zhǔn)儀的大氣環(huán)境監(jiān)測工程師，幾位工程師在校準(zhǔn)內(nèi)含質(zhì)量流量控制器的動態(tài)氣體發(fā)生器的過程中頗為受挫，冗長的20個校準(zhǔn)點過程極為繁瑣，于是便將容積式流量計替換成了Alicat便攜式流量校準(zhǔn)儀，至此以后每個點的校準(zhǔn)過程僅需短短幾秒鐘，即便在流量低至5 sccm時。

  此后不久，Alicat推出了低壓損便攜式流量校準(zhǔn)儀，其中一些工程師便將其用于工作在室外的大氣顆粒物采樣儀的流量校準(zhǔn)。對一臺實驗室級別的高精度流量校準(zhǔn)儀來說，要在室外苛刻的氣候環(huán)境下工作實為不易。由此，便產(chǎn)生了設(shè)計一臺既具有實驗室級別的精度同時又能工作于惡劣氣候環(huán)境下的流量校準(zhǔn)儀的想法。產(chǎn)品詳情請見Alicat66系列。

 如何保證零點以下的流量測量精度

大氣環(huán)境是要全年監(jiān)測的，美國北部和加拿大地區(qū)的工程師們常常需要在零下30度的室外環(huán)境下對大氣顆粒物監(jiān)測儀進行流量校準(zhǔn)。零點以下溫度環(huán)境對電子儀器設(shè)備有嚴(yán)重的破壞性，電池續(xù)航時間變短、LCD顯示屏變暗甚至模糊、橡膠密封圈脆化等。在冰點以下的環(huán)境工作，活塞式流量校準(zhǔn)儀將直接結(jié)冰從而無法工作，文丘里管式流量校準(zhǔn)儀的壓力傳感器則變得無法預(yù)計的響應(yīng)緩慢，從而導(dǎo)致流量測量的精度偏差。

在零度以下的工作環(huán)境保證流量測量精度十分具有挑戰(zhàn)性。零點以下的溫度變化將使電子壓力傳感器自身發(fā)生形變，從而導(dǎo)致響應(yīng)偏差。對于這一廣為熟知的棘手問題，Alicat的工程師們最終想出一創(chuàng)新的解決方案。我們對每一臺66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀的壓力傳感器在-30°C ~ +60°C整個溫度量程范圍內(nèi)進行測試，于多個點監(jiān)測其響應(yīng)性能，最終生成每一臺66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀獨有的壓力-溫度響應(yīng)曲線，并將曲線融為此臺66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀最終流量與壓力標(biāo)定的一部分。得益于這一獨特的設(shè)計，66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀的流量測量精度相比于Alicat標(biāo)準(zhǔn)精度的流量校準(zhǔn)儀更勝一籌，其流量讀數(shù)精度在-30°C ~ +60°C這個溫度量程范圍內(nèi)始終優(yōu)于1%。

如何克服刮風(fēng)、灰塵、雪花等對流量校準(zhǔn)的影響

據(jù)幾位工作在一線的大氣環(huán)境監(jiān)測工程師告訴我們，風(fēng)力的影響在大氣顆粒物在線監(jiān)測儀的流量校準(zhǔn)過程中由始至終都是一個不容小覷的嚴(yán)重問題，一片小小的雪花即能阻塞文丘里管流量計從而導(dǎo)致無法正常工作。這是因大氣顆粒物在線監(jiān)測儀的流量校準(zhǔn)依據(jù)是體積流量，測量體積流量時伴隨的最典型的特征就是氣路中前后壓差極小，從而不至于影響體積流量讀數(shù)。也正是因為這極小的壓損，使其對風(fēng)異常敏感。確實如此！因為此時此刻我桌上的一臺低壓損便攜式流量標(biāo)定儀的顯示屏上正跳動著由于辦公室內(nèi)開著空調(diào)而產(chǎn)生的空氣流量的讀數(shù)。靈敏至此無疑是絕對保證了流量測量的精度，但若處于有風(fēng)的環(huán)境下工作卻又衍生了另一個麻煩。此外，有風(fēng)的天氣還將把空氣中的灰塵或雪花也一起帶進流量標(biāo)定儀中。

為解決這個問題，我們首先想到的是從大氣顆粒物在線監(jiān)測儀的制造商們那里找突破，因為大氣顆粒物在線監(jiān)測儀本身的防風(fēng)防塵問題是很久以前就已被攻克的。每一臺大氣顆粒物監(jiān)測儀的入口處都有濾膜用以過濾大顆粒塵埃，百葉窗式的設(shè)計使得進口管以下的空氣流量不受風(fēng)力影響。Alicat66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀正是充分利用了上述這些大氣顆粒物監(jiān)測儀既有的防風(fēng)防塵性能，將Alicat66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀直接嵌入連接于大氣顆粒物監(jiān)測儀的進氣管道下方，我們稱之為直接模式。采用此連接模式，66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀直接被接在PM10監(jiān)測儀入口管段下方或PM2.5監(jiān)測儀氣旋切割器(VSCC)上方(如果有VSCC的話)，徹徹底底地保護了流量傳感器免遭刮風(fēng)、灰塵、雨水、雪花的影響，從而確保66系列大氣采樣校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)流量讀數(shù)時所處于的工況環(huán)境總是無限接近于大氣顆粒物監(jiān)測儀在正常工況下測得的流量讀數(shù)。