[實用新型]一種細顆粒物測量裝置

有效

• 申請號: 201420246488.1
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN203929581U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 賀競人
• 申請（專利權）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: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 傅靖

技術領域

本實用新型涉及一種細顆粒物測量裝置。

背景技術

由于細微顆粒物對人體的健康產生很大的危害，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，并且這些顆粒可以輕易的到達肺部深處，從而引起各種肺部疾病，為此國家發布了新修訂的《環境空氣質量》標準。新標準增加了PM2.5的濃度限值檢測標準。因此亟需一個簡單可靠的并且價格低廉的PM2.5實時測量設備。

測量PM2.5最經典的方法就是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，經恒溫恒濕后再稱重。該可靠實用的方法于1975年寫進了德國工業標準，用于校準各種測量儀器。這種方法的缺點是，氣流長時間不斷通過采樣濾膜，濾膜上采集到的物質隨著氣流和溫度的變化會造成揮發性和半揮發性物質損失。同時，一些極細小的顆粒還是能穿過濾膜造成檢測結果偏低；相反，氣態物質也可能被濾膜吸附，造成結果偏高。并且該方法也不能實現PM2.5的實時監測。

石英微量震蕩天平法是目前我國很多城市監測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量變化轉化為石英晶體振蕩電路輸出電信號的頻率變化。優點是定量關系明確，尤其是對小顆粒。缺點是目前的技術無法解決樣品加熱后揮發性和半揮發性物質的損失，導致測定結果被認為偏低；如果增加膜動態校準系統，則會因技術不成熟造成成本大幅度增高、操作復雜化，最關鍵的是儀器故障率大幅度升高，難以獲得高質量數據。且石英微量震蕩天平法對測量環境的要求很高，比如空氣溫度，濕度，壓力，因此不適合南方潮濕地區和污染過于嚴重城市。

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源和蓋革計數器之間的濾膜表面。當β射線通過時，其強度隨著厚度的增加而逐漸衰弱。根據采樣前后的蓋革計數器的數值變化可以推算出濾膜上吸附的顆粒的質量。β射線法居于兩個假設：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。上述兩個假設往往并不成立，因此測定數據一般被認為偏高，這種檢測方法在相對干凈和干燥的地區故障率低，在潮濕高溫區域故障率較高。并且該設備成本相對較高。

其次常用的方法還有激光散射法。該方法利用的是空氣中顆粒可以光散射。通過測量散射光的強度可以間接的確定顆粒的濃度。利用激光散射法的測量受顆粒大小的影響。通過確定顆粒的數量濃度和大小可以計算出顆粒的質量濃度。通常激光散射法只對0.3微米以上的顆粒比較敏感，并且顆粒的密度也未知，從而導致PM2.5測量產生很大的誤差。

實用新型內容

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PM2.5檢測裝置。

為實現上述目的，本實用新型提供以下的技術方案：一種細顆粒物測量裝置，用于檢測空氣中的PM2.5的含量，包括用于收集空氣樣品的PM10收集器、用于分離所述空氣樣品中細顆粒物的PM2.5切割器、用于檢測空氣樣品中細顆粒物含量的檢測裝置以及用于穩定氣流的氣泵，所述檢測裝置包括，

1#激光散射傳感器，用于測定空氣樣品中細顆粒物散射強度；

2#激光散射傳感器，用于測定空氣樣品中細顆粒物散射強度；

信號處理器，用于將所述細顆粒物散射強度轉換為細顆粒物濃度；

所述1#激光散射傳感器和2#激光散射傳感器包括串聯的空氣通道、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于所述激光通道兩端的用于發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于所述散射通道兩端的檢測空氣樣品中細顆粒物散射強度的激光強度探測儀和用于吸收散射激光的激光捕捉器；

所述激光通道和散射通道分別與所述串聯的空氣通道設有已測量的交叉空間；

所述激光源入射光線和激光散射光線的交叉區域設于所述已測量的交叉空間內；

所述兩個激光源的入射光線分別平行和垂直于激光散射截面；

所述PM10收集器的出口連接所述PM2.5切割器的進口；

所述PM2.5切割器的進口連接所述串聯的空氣通道的進口；

所述串聯的空氣通道的出口連接所述氣泵；

所述激光強度探測儀均連接所述信號處理器。

所述激光源和交叉區域之間還設有用于聚焦的棱鏡。