[發明專利]一種精確測定大氣顆粒物采樣膜沉積面積的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010527394.1
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111578869A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 吳晟;孫嘉胤;吳兌;李梅;周振;梁粵;成春雷;程鵬
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28;G01N15/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 詹麗紅

本發明公開了一種精確測定大氣顆粒物采樣膜沉積面積的裝置及方法，其中，該裝置包括依次順序連接的樣品采集模塊、樣品掃描模塊、圖像分析顯示模塊，該裝置的工作流程如下：通過樣品采集模塊采集大氣顆粒物的濾膜樣品；通過樣品掃描模塊對濾膜樣品和標尺同時進行掃描，得到清晰的圖片；再通過圖像分析顯示模塊對圖像以像素為單位進行測量并顯示。本裝置實現了對大量濾膜進行測量研究，并發現濾膜的實際面積和沉積面積與定義值都存在偏差，并且觀察到濾膜上顆粒物沉積存在不均勻性。利用本裝置可以準確的獲得一些難以用傳統方法測量的顆粒物沉積面積。

技術領域

本發明涉及大氣污染檢測技術領域，具體涉及一種精確測定大氣顆粒物采樣膜沉積面積的裝置及方法。

背景技術

隨著經濟的發展，大氣污染日益成為影響人民生活和經濟發展的重要因素。在對大氣環境污染研究的過程中，膜采樣技術一直是重要的技術方法之一，然而人們在分析濾膜樣品的過程中容易忽略實際沉積面積的大小和沉積均勻性的問題，通常是根據定義值進行計算，這對實驗來說會產生很大的誤差。相同的濾膜通過不同的儀器采樣，沉積面積有很大的差距，不同材質的膜在沉積面積和顆粒物的沉積特性上也存在很大的差異。

一些學者也注意到了這個問題，John A.Ogren使用高清相機獲取濾膜的照片，濾膜放置在5mm線距的網格上，用于計算出顆粒物的沉積面積。使用相機測量，鏡頭產生的形變將會造成圖片與實際濾膜的差異，這將導致對比濾膜樣品時，需要一個固定的角度和固定的光線來拍攝，才能避免鏡頭形變帶來的誤差，但是實際操作比較困難，濾膜的擺放位置和相機的放置位置較難實現重現，這就增加了很多人為誤差。其次使用的標尺為預先覆蓋的網格其精度并不高。

T.Muller使用游標卡尺測量了PSAP和MAAP的沉積面積，Jace J.Bauer在使用ECOC分析儀發現了膜的實際面積與定義值不一致。他發現，石英濾膜的面積為1.5cm²，但是有效的采樣面積較小，并且經常因儀器而異。以卡尺測量兩臺同一型號儀器濾膜的有效直徑，其中一臺分析儀的濾膜沉積面積為1.18cm²，另一臺為1.13cm²。但是使用精度高的卡尺也存在不小的誤差。首先，卡尺的精度就不是很高，其次游標卡尺只適合測量具有一定厚度的剛體，因此很難測量濾膜的實際尺寸。因為濾膜的邊緣很軟容易產生形變，更無法測量顆粒物的沉積面積，因其邊緣是不規則的并且沒有實際意義上的邊緣，不適合用游標卡尺，并且測量直徑時不一定會精準經過圓心。

發明內容

本發明的目的在于解決目前大氣環境研究中采樣濾膜的顆粒物沉積面積無法準確確定，造成數據分析存在差異的問題，提供一種精確測定大氣顆粒物采樣膜沉積面積的裝置及方法，以便實現準確測量濾膜顆粒物沉積面積。

本發明的第一個目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種精確測定大氣顆粒物采樣膜沉積面積的裝置，所述的裝置包括依次順序連接的樣品采集模塊、樣品掃描模塊、圖像分析顯示模塊，其中，

所述的樣品采集模塊通過顆粒物采樣器1采集大氣顆粒物的濾膜樣品；

所述的樣品掃描模塊通過掃描儀2將同時放置在掃描儀2上的濾膜樣品3和標尺4進行掃描得到掃描圖片；

所述的圖像分析顯示模塊對掃描圖片以像素為單位進行測量并顯示。

進一步地，所述的標尺為精度0.1mm的顯微鏡標尺。

進一步地，所述的掃描儀得到的掃描圖片的分辨率高于2400dpi。

本發明的另一個目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種精確測定大氣顆粒物采樣膜沉積面積的方法，所述的方法包括下列步驟：

樣品采集模塊通過顆粒物采樣器采集大氣顆粒物的濾膜樣品；