[發明專利]考慮濾膜形變的β射線衰減法顆粒物濃度監測方法及系統

有效

• 申請號: 201811197998.3
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109238934B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 王杰;賀振懷;李德文;劉國慶;龔小兵;趙政;惠立鋒;巫亮;焦敏;王宇廷
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明公開了一種考慮濾膜形變的β射線衰減法顆粒物濃度監測方法及系統，該系統包括β射線衰減法顆粒物濃度測試儀、處理器和攝像機，攝像機拍攝濾膜發生變形后的圖像并傳輸給處理器，處理器對濾膜進行采樣點劃分并獲取采樣點處的厚度并計算采樣后濾膜的質量，處理器依據本發明的方法計算得到顆粒物濃度。本發明的監測系統結構簡單，消除了濾膜發生形變而造成的測量誤差，提高了測量結果的準確性。

技術領域

本發明涉及空氣污染物監測技術領域，具體涉及一種考慮濾膜形變的β射線衰減法顆粒物濃度監測方法及系統。

背景技術

隨著我國環保事業的不斷發展，人們對大氣顆粒物認識的逐步深入，固定污染源顆粒物濃度實時監測也終將成為必然。目前，顆粒物濃度的監測方法主要有光學法、β射線衰減法、電荷感應法以及微量振蕩天平法等。針對燃煤電廠超低排放監測，光學法與電荷感應法具有實時連續監測的優勢，然而光學法監測設備處于長期運行時，易發生光學窗口污染、儀器漂移等問題，需要后期頻繁標定，電荷感應法測量結果的準確性受顆粒物的荷電性能以及環境溫濕度變化的影響較大。較其它檢測方法,β射線衰減法和微量振蕩天平法檢測原理直接反映了顆粒物本身的密度和質量，具有較高的準確性和穩定性，但實時性較差。

相對于微量振蕩天平法，β射線衰減法具有維護量小、成本低的優點，以β射線衰減法作為標定方法的監測設備將更有利于在顆粒物監測領域的普及和推廣。然而，在低濃度環境下測量時，β射線衰減法測量結果仍然具有較大的誤差，如何優化β射線衰減法檢測技術，實現顆粒物濃度的精確測量是亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種考慮濾膜形變的β射線衰減法顆粒物濃度監測方法及系統。

為了實現本發明的上述目的，根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種考慮濾膜形變的β射線衰減法顆粒物濃度監測方法，其包括如下步驟：

S1，采集β射線衰減法顆粒物濃度測試儀測試前的厚度，以及測試后不同位置的濾膜測試厚度與真實厚度的夾角，獲得測試后濾膜發生變形后的采樣厚度，其中，L₁為測試前濾膜的厚度，L_2i為測試后濾膜發生變形后的采樣厚度，將測試后的濾膜分割為n個采樣點，n為正整數，i為采樣點，i為正整數且1≤i≤n，L₁/L_2i＝cosθ_i，θ_i為采樣點i處測試厚度與真實厚度的夾角；

S2，假設放射源初始射線強度I₀保持不變，測量采樣前后的β射線穿過濾膜后的強度I₁、I₂，

利用L₁、L_2i得到：

其中，I'_2i為濾膜發生變形后β射線穿過介質后的采樣點i處的射線強度，I₁為測量采樣前的β射線穿過濾膜后的強度，μ_m為被測物質的質量吸收系數，ρ為被測物質的密度；

S3，計算測量采樣后的β射線穿過濾膜后的強度I₂，

S4，根據獲得的濾膜厚度或濾膜質量計算厚度影響因子ε，采樣前后濾膜增量公式為：

其中，m₁為采樣前濾膜的質量、m₂為采樣后濾膜與顆粒物質量之和，s為被測區域面積；

S5，計算得到顆粒物濃度：

所述V為采樣流量。