[發明專利]一種基于局部壓強差異的差分式粉塵傳感器

在審

• 申請號: 201410485658.6
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN105424563A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 帥立國;朱寶立;張恒東;姜昌金
• 申請（專利權）人: 蘇州漢如電子科技有限公司;江蘇省疾病預防控制中心
• 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

技術領域

本發明涉及一種粉塵傳感器，尤其是一種通過檢測局部壓強差異進而實時檢測空氣中粉塵濃度的傳感器。

背景技術

我國是全球職業病高發國家。近年來，隨著工業化進程的快速推進，塵肺病、職業中毒等職業病發病率居高不下，群發性職業病事件時有發生，又由于人們環境和健康意識的增強，實體經濟發展所帶來的粉塵問題越來越引起政府和研究人員的關注。

粉塵是懸浮在空氣中的固體微粒。國際標準化組織將粒徑小于75μm的固體懸浮物定義為粉塵，一般可按照顆粒大小分為如下幾類：

1、飄塵，系指大氣中粒徑小于10μm的固體微粒，它能較長期地在大氣中漂浮，有時也稱為浮游粉塵，也被稱為可吸入顆粒物，英文縮寫為PM10。人們常說的PM2.5是指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強，易附帶重金屬、微生物等有毒有害物質，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。

2、降塵，系指大氣中粒徑大于10μm的固體微粒，在重力作用下，它可在較短的時間內沉降到地面。

3、總懸浮微粒，系指大氣中粒徑小于100μm的所有固體微粒。也被稱為總懸浮顆粒物，英文縮寫為TSP。

粉塵的來源主要有兩個方面，一是自然界固有的地質或生物演化活動，如火山噴發、土壤和巖石風化、地震、花粉及孢子等有機顆粒等，二是人類改造自然的活動，如采石場爆破、破碎等開礦作業，熔煉，焊接、澆鑄、研磨、切削、鉆孔等機械加工作業，切割、磨粉、焚燒等農林產品加工作業等。與自然界固有的活動相比，人類改造自然的活動往往具有更多的毒害物質，如鉻、錳、鎘、鉛、汞、砷、石英、石棉、滑石等無機粉塵以及農藥、染料、樹脂、橡膠、纖維、煙塵類有機粉塵等。人體吸入粉塵后，小于5μm的微粒，極易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有時還會引起肺癌。沉積在肺部的污染物一旦被溶解，就會直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被細胞所吸收，導致細胞結構的破壞。

大氣中的粉塵對于地球和人類健康具有重要意義，一方面可以在白天反射一部分來自太陽的能量，另一方面也可以防止進入地球的能量發散至地外空間，粉塵對于保持地球溫度的穩定具有重要意義；粉塵也是空氣中云，霧，雪等雨水循環重要凝結核，沒有了粉塵，雨水循環將受到嚴重影響；此外，粉塵還可以阻擋一部分紫外線和宇宙射線，從而減少紫外線和宇宙射線對人類健康的危害。但是過多的粉塵對人類的生命健康則是極為有害的，特別是近年來，隨著實體經濟活動的擴散和普及，早期相對集中的局部工業污染問題已經成為全國性的困擾人們日常生活的普遍問題。工業污染或多或少會含有一些有害物質，易誘發多種疾病，進而危害人們的健康，這方面標志性的事件如2009年6月發生在河南省的張海超開胸驗肺事件。此外，局部空間中特定的高濃度粉塵遇明火時還可能引發爆炸從而釀成嚴重的安全事故。近年來，我國粉塵爆炸事故頻發，僅2014年就發生6起粉塵爆炸事故，如8月2日上午7時37分，江蘇昆山中榮金屬制品有限公司汽車輪轂拋光車間發生導致75死120余傷的慘烈爆炸，國家安監局的調查表明，這是一起車間漂浮的高濃度鋁粉所導致的安全責任事故；6月21日17時15分左右，烏蘇市新疆天玉生物科技有限公司發生粉塵爆炸，所幸未造成人員傷亡；5月27日下午4時許，廣東溢達紡織有限公司輔料包裝廠車紐車間除塵室發生粉塵爆炸事故，造成5人受傷；4月16日10時左右，江蘇省南通市如皋市東陳鎮雙馬化工有限公司硬脂酸造粒塔發生硬脂酸粉塵爆炸事故，造成8人死亡，9人受傷；2月8日晚11時許，常州市新北區新橋鎮史墅村華達化工廠發生金屬粉塵爆炸；2月5日10時青岡縣黑龍江龍鳳玉米有限公司淀粉包裝車間爆炸，事故共造成1亡9名傷。目前已知七類粉塵具有爆炸性：金屬(如鎂粉、鋁粉)；煤炭；糧食(如小麥、淀粉)；飼料(如血粉、魚粉)；農副產品(如棉花、煙草)；林產品(如紙粉、木粉)；合成材料(如塑料、染料)。

如果能對大氣和局部空間中的粉塵進行有效的檢測和實時監測，無疑將有助于人們及時采取措施對潛在污染和爆炸風險進行及時的干預控制，進而維護良好的自然環境、生活環境和安全環境。

在粉塵檢測方法方面，目前國內外的技術手段主要包括：重量法、光散射法、β射線法、靜電感應法。