[發明專利]一種新型的PM2.5質量濃度實時監測裝置與監測方法

無效

• 申請號: 201210386036.9
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN103018145A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 黃知超;申雙江;王斌;李震;范興明;張彤
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 滕杰鋒

1.一種新型的PM2.5質量濃度實時監測裝置，包括PM2.5采樣機構、光電測量機構及外圍輔件，其特征是：還設置有粒子凝聚機構，光電測量機構由氣路、光路、信號處理及輔助部件組成；PM2.5采樣機構的出氣口與粒子凝聚機構的進氣口連接，粒子凝聚機構的出氣口和光電測量機構的進氣口連接。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征是：所述凝聚機構由分流區、雙極荷電區和凝聚區順序連接而成。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征是：所述分流區為Y字形結構金屬管道，氣流入口截面呈方形，與PM2.5采樣機構氣流出口相連接，對稱的兩根支管的末端為氣流出口，整個支管截面均勻縮減，出口處截面呈細長的矩形，兩根支管的末端分別與正負瓷質絕緣管腔的氣流入口相連，外壁接地處理。

4.根據權利要求2所述的裝置，其特征是：所述雙極荷電區采用瓷質圓筒式荷電管，頂部裝有可開的絕緣蓋，底座采用瓷質絕緣材料，底座上設有接線端子，管腔軸線處為一根金屬電暈線。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征是：金屬電暈線采用可調直流穩壓電源供電，電暈線上下端固定于絕緣頂蓋和瓷質底座內。

6.根據權利要求2所述的裝置，其特征是：所述凝聚區為一個截面直徑大于二倍雙極荷電管截面直徑的管腔，內部光滑且絕緣，頂端兩側設有氣流入口，氣流入口與荷電區氣流出口相連且截面保持一致，氣流出口設置在圓筒底面中心處，截面呈方形，凝聚區氣流入口管道和氣流出口管道空間垂直，腔體頂部設置可開密封蓋。

7.一種新型的PM2.5質量濃度實時監測方法，其特征是：包括如下步驟：

（1）通過PM2.5采樣機構采集只含PM2.5的樣氣，使其進入分流區域；

（2）通過Y形分流管道將PM2.5樣氣分流成兩等分，使其分別進入正負雙極荷電區；

（3）通過直流高壓使空氣電離，使PM2.5粒子荷電：經過加速后的PM2.5樣氣形成扁平的層狀氣流貼荷電管內壁旋轉上升，荷電管中心處的電暈線在直流高壓下放電，產生電弧使空氣電離出正負電荷，中心處的負壓促使游離電荷向四周擴散，進而與樣氣中的粒子結合使其荷電；

（4）通過凝聚腔使荷電粒子充分混合，正負荷電粒子在靜電力作用下凝聚：正負荷電樣氣從凝聚腔頂端兩側的氣流入口進入，沿腔內壁匯聚擴散下沉，正負荷電粒子在靜電力作用下凝聚變大后隨氣流從底面中心氣流出口流出；

（5）通過光電測量機構實現光信號的獲取、轉換、處理以及PM2.5質量濃度顯示輸出：特定的激光束打在流經觀測區的樣氣上，由于樣氣中粒子的作用，光束方向及能量等性質發生改變，將一定角度范圍內的透射光信號通過凹面反射鏡會聚到光電探測器上，對光電探測器輸出電壓進行模數轉換、放大、比較并送入光度直流電壓分析器和單粒子脈沖電壓分析器，分別得出大小兩類粒子的質量濃度，最終獲得實時PM2.5質量濃度數據。