[發(fā)明專利]一種測量顆粒物質(zhì)量濃度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410345559.8
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104122180A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 王桐;霍昱;何春雷;曹莉
• 申請（專利權(quán)）人: 青島眾瑞智能儀器有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量顆粒物質(zhì)量濃度的方法，屬于顆粒物濃度測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于工業(yè)鍋爐、電廠鍋爐及工業(yè)窯爐等污染源所造成的環(huán)境污染相當嚴重，世界各國都對此進行了深入研究并加以控制，這就需要對其排放的顆粒物煙塵濃度進行檢測。目前常用的檢測方法有光散射法、β射線吸收法、不透明法、光透射法等等。

其中光散射法的原理為：來自光源的光束照射到含有待測顆粒的某一空間(測量區(qū))內(nèi)，從而發(fā)生散射，散射光經(jīng)光電接收器轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡娦盘枺?jīng)放大器放大后，可根據(jù)光散射理論計算出測量區(qū)內(nèi)顆粒物的質(zhì)量濃度。該計算方法受不同顆粒物的粒徑分布、折射率等的影響，故需要適時對參數(shù)進行校準。光散射法測量準確、精度高、重復性好，測量速度快，為在線式直讀測量方式，無需采樣，可實時連續(xù)給出顆粒物濃度的瞬時值；但光散射法受限于顆粒物的純度及粒徑大小，顆粒物的種類或粒徑范圍發(fā)生改變，都會導致參數(shù)值的變更。因此，當測量環(huán)境發(fā)生改變時，需要對參數(shù)值進行修正。

β射線吸收法的原理為：一個強度恒定的β源發(fā)出的β射線通過介質(zhì)時,?β粒子與介質(zhì)中的電子相互碰撞損失能量而被吸收。在低能條件下,?吸收程度取決于介質(zhì)的質(zhì)量,?與粉塵粒子的粒度、成分、顏色及分散狀態(tài)等等無關(guān)。β射線先后穿過清潔濾紙(未采集塵樣)和已采有塵樣濾紙(同一濾紙)，根據(jù)2次β射線被吸收量的差異來求取環(huán)境中粉塵濃度。β射線吸收法不受粉塵種類、粒度，分散度、形狀、顏色、光澤等因素的影響；測量結(jié)果可與經(jīng)典的標準方法—稱重法等效；它可以減少樣品的處理時間和受污染的機會，不會帶來人為誤差且無誤差積累，不需要經(jīng)常校準和調(diào)零。它是粉塵濃度的間接測量方法中較準確的一種。但其為非直讀方式，一段時間間隔才給出測量數(shù)據(jù)。

不透明法、光透射法等其他方法亦存在上述問題，目前還沒有一種方法既能免受環(huán)境顆粒物影響，頻繁對參數(shù)值進行校準，又能實時在線的讀取顆粒物濃度值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種既能免受環(huán)境顆粒物影響，頻繁對參數(shù)值進行校準，又能實時在線的讀取顆粒物濃度值的測量顆粒物質(zhì)量濃度的方法。

本發(fā)明的目的通過以下方案來實現(xiàn)：一種測量顆粒物質(zhì)量濃度的方法，處理器控制采樣泵使氣流從顆粒物收集單元進入，收集大氣顆粒物信息并判斷是否需對儀器進行校準，如果需要校準，則啟動β射線校準模塊，對光散射測量模塊的參數(shù)值進行校準，待參數(shù)校準完畢后再開啟光散射測量模塊；如不需要校準，則直接通過光散射測量模塊進行測量，測量結(jié)果由輸入輸出模塊顯示；輸入輸出模塊、大氣壓傳感器、溫濕度傳感器與處理器相連；所述顆粒物收集單元包括PM2.5/PM10切割器、高效過濾器以及與兩者連接的電磁閥；所述β射線校準模塊包括濾膜和與濾膜連接的β源、β射線檢測器及濾膜轉(zhuǎn)換電機；所述光散射測量模塊包括光學檢測腔及與之連接的光源、散射光檢測器；所述PM2.5/PM10切割器、電磁閥、光散射測量模塊的光學檢測腔、β射線校準模塊的濾膜、采樣泵安裝在同一氣路上。

進一步的，所述光源為白色LED光源，所述散射光檢測器為光電倍增管；所述光散射測量模塊通過控制光源的發(fā)光強度和其模塊內(nèi)放大器的放大增益使光散射測量模塊與β射線校準模塊的精度和量程保持相同。?

進一步的，所述電磁閥在校零時接通高效過濾器，去除大氣中的顆粒物，保證校零精度；在測量顆粒物濃度時接通PM2.5/PM10切割器。

進一步的，所述濾膜轉(zhuǎn)換電機用于改變?yōu)V膜的角度，在校準時，使濾膜垂直于氣路，使得顆粒物可以沉積到濾膜之上供后續(xù)稱重校準；在測量顆粒物濃度時，使濾膜方向與氣路平行，保證氣路的暢通。

進一步的，所述β源為C14放射源，β射線檢測器為熒光檢測光電倍增管。

進一步的，所述β射線校準模塊的濾膜和采樣泵之間還設置有流量計。

本發(fā)明的有益效果是：將光散射法測量顆粒物濃度與β射線法相結(jié)合，使之兼具測量準確和在線實時直讀數(shù)據(jù)；為保證測量結(jié)果的一致性，β射線校準模塊、光散射測量模塊共用一套氣路，從而保證校準過程中兩模塊運行中各種條件一致，減少誤差因素；同時在測量環(huán)境發(fā)生改變時利用β射線校準模塊對光散射測量模塊的參數(shù)進行校準，而測量環(huán)境未發(fā)生改變時，單獨利用光散射測量模塊進行顆粒物濃度的測量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。

圖1?為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。