1.一种层流火焰中碳烟高效采集系统,其特征在于:包括高压腔(100),以及设置在高压腔(100)内的层流燃烧器(110)和采集机构(200),层流燃烧器(110)下方设置有用于驱动其升降的升降机构(130),采集机构(200)设置于层流燃烧器(110)一侧,包括位于层流燃烧器(110)顶部上方的旋转盘(210),旋转盘(210)下方设置有用于驱动旋转盘(210)旋转的动力组件,旋转盘(210)上沿周向均匀间隔活动设置有多组采样臂(212),每组采样臂(212)的采样端均放置有采样铜网;
旋转盘(210)下方的动力组件包括步进电机(250),步进电机(250)通过联轴器(240)与减速箱(230)相连,减速箱(230)的输出轴(220)端部与旋转盘(210)相连;步进电机(250)还与信号发生器(260)相连,信号发生器(260)用于控制步进电机(250)转动与停止;升降机构(130)与层流燃烧器(110)之间还设有相配合的导向柱(120)和导向套筒;旋转盘(210)上表面上还紧固有固定法兰(211);
旋转盘(210)的边缘沿周向均匀间隔开设有多个安装凹槽,安装凹槽由旋转盘(210)边缘向其中心方向延伸,每个安装凹槽内设置有一组采样臂(212),采样臂(212)的安装端开设有调节槽(213),通过螺栓穿过调节槽(213)并紧固,从而将采样臂(212)安装在旋转盘(210)上;每个安装凹槽的一侧均设置有刻度标尺(214);采样臂(212)的采样端上开设有用于放置采样铜网的铜网放置腔(215),铜网放置腔(215)设置为U形,且铜网放置腔(215)的内壁上设置有与采样铜网边缘相嵌合的嵌置槽,采样铜网为碳支持膜铜网。
2.一种层流火焰中碳烟高效采集方法,其特征在于:采用如权利要求1所述的采集系统,包括以下步骤:
S1、打开高压腔(100),将采样铜网装在采样臂(212)上,调节旋转盘(210)上采样臂(212)的伸出长度,使其采样端采样铜网的中心到达层流燃烧器(110)燃料口的中心;合上高压腔(100);
S2、调节升降机构(130),使采样铜网距离层流燃烧器(110)燃料口的高度满足初始要求;控制动力组件使旋转盘(210)旋转,采样铜网偏离燃料口;
S3、层流燃烧器(110)点火,火焰稳定后,通过动力组件控制旋转盘(210)转动,使采样铜网进入火焰中,采样铜网与层流燃烧器(110)燃料口共轴线,旋转盘(210)暂停转动,使采样铜网在火焰中停留采样;然后动力组件控制旋转盘(210)继续转动,使采样铜网退出火焰,完成一次碳烟采集;
S4、通过升降机构(130)的调节,重复采样过程,完成对不同高度火焰中碳烟的采集;通过调节槽(213)调节采样铜网偏离层流燃烧器(110)燃料口中心的不同位置,重复采样过程,完成对不同径向火焰中碳烟的采集,即可实现对火焰任意位置的碳烟采集。