[實用新型]一種用于檢測細(xì)顆粒物的激光散射裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420246235.4
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN203929580U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀競?cè)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州元泰自動化科技有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 蘇州華博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32232
• 代理人: 傅靖

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種散射裝置，特別是涉及一種用于檢測細(xì)顆粒物的激光散射裝置。

背景技術(shù)

由于細(xì)微顆粒物對人體的健康產(chǎn)生很大的危害，尤其是小于2.5微米的顆粒，PM2.5因為體積比較小，具有很大的比表面積，因而容易吸附有毒物質(zhì)，并且這些顆粒可以輕易的到達(dá)肺部深處，從而引起各種肺部疾病，為此國家發(fā)布了新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量》標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)增加了PM2.5的濃度限值檢測標(biāo)準(zhǔn)。因此亟需一個簡單可靠的并且價格低廉的PM2.5實時測量設(shè)備。

測量PM2.5最經(jīng)典的方法就是50年代實用新型的濾膜法，這種方法只需要一個PM2.5切割頭、一臺泵和膜架及其濾膜，采集24小時樣品后，取下濾膜稱重即可，必要時可以平行采集3個樣品，經(jīng)恒溫恒濕后再稱重。該可靠實用的方法于1975年寫進(jìn)了德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于校準(zhǔn)各種測量儀器。這種方法的缺點(diǎn)是，氣流長時間不斷通過采樣濾膜，濾膜上采集到的物質(zhì)隨著氣流和溫度的變化會造成揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)損失。同時，一些極細(xì)小的顆粒還是能穿過濾膜造成檢測結(jié)果偏低；相反，氣態(tài)物質(zhì)也可能被濾膜吸附，造成結(jié)果偏高。并且該方法也不能實現(xiàn)PM2.5的實時監(jiān)測。

石英微量震蕩天平法是目前我國很多城市監(jiān)測PM10最常用的方法，也可以用來確定PM2.5的濃度。該方法利用了石英晶體諧振器的壓電特性，將石英晶振電極表面質(zhì)量變化轉(zhuǎn)化為石英晶體振蕩電路輸出電信號的頻率變化。優(yōu)點(diǎn)是定量關(guān)系明確，尤其是對小顆粒。缺點(diǎn)是目前的技術(shù)無法解決樣品加熱后揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)的損失，導(dǎo)致測定結(jié)果被認(rèn)為偏低；如果增加膜動態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)，則會因技術(shù)不成熟造成成本大幅度增高、操作復(fù)雜化，最關(guān)鍵的是儀器故障率大幅度升高，難以獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)。且石英微量震蕩天平法對測量環(huán)境的要求很高，比如空氣溫度，濕度，壓力，因此不適合南方潮濕地區(qū)和污染過于嚴(yán)重城市。

測量PM10或者PM2.5的另外一種比較常見的方法是β射線法。首先一定厚度的顆粒被收集在β源和蓋革計數(shù)器之間的濾膜表面。當(dāng)β射線通過時，其強(qiáng)度隨著厚度的增加而逐漸衰弱。根據(jù)采樣前后的蓋革計數(shù)器的數(shù)值變化可以推算出濾膜上吸附的顆粒的質(zhì)量。β射線法居于兩個假設(shè)：一是儀器的采樣濾膜條帶均一；二是采集下來的粒子物理特性均一。上述兩個假設(shè)往往并不成立，因此測定數(shù)據(jù)一般被認(rèn)為偏高，這種檢測方法在相對干凈和干燥的地區(qū)故障率低，在潮濕高溫區(qū)域故障率較高。并且該設(shè)備成本相對較高。

實用新型內(nèi)容

為解決上述問題，本實用新型提供一種簡單可靠，且價格低廉的用于檢測細(xì)顆粒物的激光散射裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供以下的技術(shù)方案：一種用于檢測細(xì)顆粒物的激光散射裝置，所述用于檢測細(xì)顆粒物的激光散射裝置包括，

PM10收集器，用于收集空氣樣品；

PM2.5切割器，用于分離所述空氣樣品中細(xì)顆粒物；

激光散射傳感器，用于測定空氣樣品中細(xì)顆粒物散射強(qiáng)度；

信號處理器，用于將所述細(xì)顆粒物散射強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為細(xì)顆粒物濃度；

氣泵，用于穩(wěn)定氣體流量；

所述PM10收集器連接所述PM2.5切割器；

所述PM2.5切割器連接所述激光散射傳感器；

所述激光散射傳感器分別連接所述信號處理器和氣泵。

所述激光散射傳感器包括空氣通道、激光模塊以及探測模塊，

所述激光模塊包括用于激光通過的激光通道和設(shè)于所述激光通道兩端的用于發(fā)射激光的激光源和用于吸收激光的激光捕捉器；

所述探測模塊包括用于激光散射的散射通道和設(shè)于所述散射通道兩端的檢測空氣樣品中細(xì)顆粒物散射強(qiáng)度的激光強(qiáng)度探測儀和用于吸收散射激光的激光捕捉器；

所述空氣通道、激光通道以及散射通道設(shè)有已測量的交叉空間；

所述激光源入射光線與激光散射光線的交叉區(qū)域設(shè)于所述已測量的交叉空間內(nèi)；

所述PM2.5切割器連接所述空氣通道的進(jìn)氣口；

所述空氣通道的出氣口連接所述氣泵；

所述激光強(qiáng)度探測儀連接所述信號處理器。

所述激光源和交叉區(qū)域之間還設(shè)有用于聚焦的棱鏡。

優(yōu)選的，所述空氣通道的出氣口和所述氣泵之間還設(shè)有用于去除空氣中濕氣的干燥器。

優(yōu)選的，所述干燥器內(nèi)設(shè)有用于去除氣態(tài)酸性物質(zhì)的活性炭層。

優(yōu)選的，所述氣泵后還設(shè)有用于循環(huán)使用凈化后空氣的分流裝置，所述分流裝置為流量成比例的毛細(xì)管；所述毛細(xì)管入口連接所述氣泵的出口；所述毛細(xì)管出口分別連接所述PM10收集器和外界。