專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
空氣中的總懸浮顆粒物TSP(Total Suspended Particulate)是指漂浮在空氣中的固態(tài)和液態(tài)顆粒物的總稱(chēng)，其粒徑范圍約為O. 1-100 μ m。通常把動(dòng)力學(xué)直徑在10 μ m以下的顆粒物稱(chēng)為PMltl，又稱(chēng)為可吸入顆粒物或飄塵，它們是可在大氣中長(zhǎng)期飄浮的懸浮微粒。尤其對(duì)于動(dòng)力學(xué)粒徑在5 μ m以?xún)?nèi)呼吸性顆粒物，由于粒徑小能被直接吸入呼吸道內(nèi)造成危害，尤其是動(dòng)力學(xué)粒徑在2. 5μπι以?xún)?nèi)的細(xì)粒子中，鉛(Ph)、錳(Mn)、鎘(cd)、銻(sh)、砷(As)、鎳(Ni)、硫酸鹽、多環(huán)芳烴等含量較高，在空氣中持留時(shí)間長(zhǎng)，易將污染物帶到很遠(yuǎn)的地方使污染范圍擴(kuò)大?？晌腩w粒物在大氣中還可為化學(xué)反應(yīng)提供反應(yīng)床，是氣溶膠化學(xué)中研究的重點(diǎn)對(duì)象，已被定為空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)。空氣中的顆粒物對(duì)環(huán)境的有害影響還有散射陽(yáng)光、降低大氣的能見(jiàn)度等。可吸入顆粒物被人吸入后，會(huì)累積在呼吸系統(tǒng)中，引發(fā)許多疾病。對(duì)粗顆粒物的暴露可侵害呼吸系統(tǒng)，誘發(fā)哮喘病。細(xì)顆粒物可能引發(fā)心臟病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，對(duì)于老人、兒童和己患心肺病者等敏感人群，風(fēng)險(xiǎn)是較大的。另外，環(huán)境空氣中的顆粒物還是降低能見(jiàn)度的主要原因，并會(huì)損壞建筑物表面。目前應(yīng)用最廣的顆粒物濃度的測(cè)量方法為用β源、微量振蕩天平與激光光源的方法進(jìn)行測(cè)量。對(duì)顆粒物的監(jiān)測(cè)分析方法還有稱(chēng)重測(cè)量法，即質(zhì)量法，總懸浮顆粒物的濃度以每立方米空氣中總懸浮顆粒物的毫克數(shù)表示，用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器在采樣效率接近100%濾膜上采集己知體積的顆粒物，恒溫恒濕條件下，稱(chēng)量采樣前后采樣膜的質(zhì)量變化來(lái)確定采集到的顆粒物質(zhì)量，再除以采樣體積，得到顆粒物的質(zhì)量濃度。稱(chēng)重測(cè)量的方法的準(zhǔn)確度、精確度和可靠性很好，但目前普遍使用的是利用電子天平手工稱(chēng)重，不僅耗費(fèi)人力，而且存在手工誤差，且不能實(shí)現(xiàn)顆粒物濃度監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化和實(shí)時(shí)性。目前對(duì)大氣顆粒物的自動(dòng)監(jiān)測(cè)均以手工方法為標(biāo)準(zhǔn)，而無(wú)論是用β源、微量振蕩天平還是激光光源的方法，環(huán)境空氣濕度的變化、VOC以及銨鹽類(lèi)顆粒物均能對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。通常的方法是先對(duì)含塵氣流進(jìn)行除濕處理，再進(jìn)行濃度測(cè)量，然而在除濕過(guò)程中，由于因濕度變化容易引起的顆粒物測(cè)量濃度誤差。另外自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法所使用的濾膜所處的環(huán)境與手工采樣的環(huán)境也不一樣，特別是對(duì)揮發(fā)性顆粒物測(cè)量產(chǎn)生很大的誤差。因此，研究大氣顆粒物的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，發(fā)展高靈敏度、操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用且易于維護(hù)的大氣顆粒物自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)研究領(lǐng)域具有重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩根含塵氣流通道，分別為顆粒物去塵通道以及顆粒物含塵通道；所述顆粒物去塵通道一端設(shè)有第一進(jìn)氣管口，另一端設(shè)有第一濃度檢測(cè)部件；所述顆粒物含塵通道一端設(shè)有第二進(jìn)氣管口，另一端設(shè)有第二濃度檢測(cè)部件；所述顆粒物去塵通道上還設(shè)有用于濾塵的顆粒物過(guò)濾裝置。在上述的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，所述的顆粒物去塵通道包括上部含塵氣流通道以及下部含塵氣流通道，上述第一進(jìn)氣管口設(shè)在上部含塵氣流通道一端，所述上部含塵氣流通道另一端通過(guò)上述顆粒物過(guò)濾裝置與所述下部含塵氣流通道一端連通；上述第一濃度檢測(cè)部件設(shè)置在所述下部含塵氣流通道的另一端。在上述的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，所述顆粒物過(guò)濾裝置包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有濾膜的顆粒物過(guò)濾器以及用于放置顆粒物過(guò)濾器并能開(kāi)合的濾膜放置殼體，所述顆粒物過(guò)濾器內(nèi)的濾膜濾徑為O. I μ m 22 μ m。在上述的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，還包括一具有溫度探頭·的溫度控制裝置，上述濾膜放置在該裝置內(nèi)。在上述的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，所述第一濃度檢測(cè)部件和第二濃度檢測(cè)部件均為微量振蕩天平法的顆粒物濃度監(jiān)測(cè)設(shè)備。一種權(quán)利要求I所述的基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，濃度校準(zhǔn)步驟取下顆粒物過(guò)濾膜片，將第一進(jìn)氣管口和第二進(jìn)氣管口通入零氣，調(diào)整第一濃度檢測(cè)部件和第二濃度檢測(cè)部件使其在通入零氣時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)一致；將第一進(jìn)氣管口和第二進(jìn)氣管口通入含塵采樣氣流，調(diào)整第一濃度檢測(cè)部件和第二濃度檢測(cè)部件使其在通入采樣氣時(shí)測(cè)量的濃度與標(biāo)準(zhǔn)采樣器的濃度一致；步驟2，將被測(cè)顆粒物通入第一進(jìn)氣管口和第二進(jìn)氣管口，定義第一進(jìn)氣管口的被測(cè)顆粒物流量為Q1，第一進(jìn)氣管口的被測(cè)顆粒物流量為Q2，第一濃度檢測(cè)部件檢測(cè)顆粒物濃度為Λ P1= Λ Pp第一濃度檢測(cè)部件檢測(cè)顆粒物濃度為Λ P2=A ρ#+Λ Pp其中，ΛΡ#為顆粒物因含水或共模干擾產(chǎn)生濃度，顆粒物的濃度，則APi = AP2-APp步驟3，在安裝過(guò)濾膜片前使用手工方法對(duì)采樣膜片進(jìn)行稱(chēng)重，測(cè)量其初重。自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀運(yùn)行一定時(shí)間后，可取下過(guò)濾膜片，使用手工方法對(duì)采樣膜片進(jìn)行稱(chēng)重，測(cè)量其末重，相減得增重值?？赏ㄟ^(guò)該增重對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀記錄的平均濃度進(jìn)行核準(zhǔn)，并校正濃度數(shù)據(jù)。因此，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.通過(guò)差分的方法不需要通過(guò)除濕就能減小因濕度變化引起的顆粒物測(cè)量濃度誤差；2.通過(guò)差分的方法能減小因工模干擾引起的顆粒物測(cè)量濃度誤差。3.該方法可提供一種與手工采樣方法相同的顆粒物采集環(huán)境，能有效地減少與手工采樣值的誤差。4.本方法將手工采樣與自動(dòng)監(jiān)測(cè)有機(jī)組合在一起，可能通過(guò)對(duì)過(guò)濾膜片的稱(chēng)重核準(zhǔn)并校正自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的濃度數(shù)據(jù)，因此也可作為自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器運(yùn)行質(zhì)量保證的一部分。

附圖I是本實(shí)用新型的一種主視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是圖I中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明，圖中，顆粒物去塵通道I、顆粒物含塵通道2、第一進(jìn)氣管口 3、第二進(jìn)氣管口 4、上部含塵氣流通道5、下部含塵氣流通道6、第一濃度檢測(cè)部件7、第二濃度檢測(cè)部件8、濾膜9、恒溫裝置10、溫度探頭11。 實(shí)施例I :首先，介紹下本基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖I所示，本系統(tǒng)包括兩路含塵氣流通道，分別為顆粒物去塵通道I以及顆粒物含塵通道2 ;顆粒物去塵通道I 一端設(shè)有第一進(jìn)氣管口 3，另一端設(shè)有第一濃度檢測(cè)部件7 ;顆粒物含塵通道2 —端設(shè)有第二進(jìn)氣管口 4，另一端設(shè)有第二濃度檢測(cè)部件8 ;顆粒物去塵通道I上還設(shè)有顆粒物過(guò)濾裝置。顆粒物去塵通道I包括上部含塵氣流通道5以及下部含塵氣流通道6，第一進(jìn)氣管口 3設(shè)在上部含塵氣流通道5 —端，上部含塵氣流通道5另一端通過(guò)上述顆粒物過(guò)濾裝置與下部含塵氣流通道6 —端連通；第一濃度檢測(cè)部件7設(shè)置在下部含塵氣流通道6的另一端。本系統(tǒng)中，顆粒物過(guò)濾裝置包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有濾膜9的顆粒物過(guò)濾器以及用于放置顆粒物過(guò)濾器并能開(kāi)合的濾膜放置殼體，顆粒物過(guò)濾器內(nèi)的濾膜濾徑為O. I μ m 22 μ m，顆粒物去塵通道I內(nèi)的煙塵通過(guò)煙塵過(guò)濾裝置后到達(dá)第一濃度檢測(cè)部件7內(nèi)，在本實(shí)施例中，在煙塵過(guò)濾裝置上還可以加裝一個(gè)具有溫度探頭11的恒溫裝置10，將濾膜放置殼體設(shè)置在恒溫裝置10內(nèi)，當(dāng)然，該恒溫裝置10并不是必須部件，煙塵過(guò)濾裝置也可以在不恒溫的條件下進(jìn)行工作，并且，恒溫裝置均采用傳統(tǒng)的恒溫技術(shù)即可。在本實(shí)施例中，第一濃度檢測(cè)部件7和第二濃度檢測(cè)部件8均為微量振蕩天平法的顆粒物濃度監(jiān)測(cè)設(shè)備。在本實(shí)施例中，如圖2所示，濾膜9可以采用雙層濾膜9，進(jìn)行雙層過(guò)濾，使測(cè)量結(jié)果更精準(zhǔn)，當(dāng)然也可以采用三層甚至更多層的濾膜形式進(jìn)行。下面具體介紹采用本實(shí)施例中的基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量顆粒物濃度的測(cè)量方法，包括以下步驟步驟I，濃度校準(zhǔn)步驟，取下顆粒物過(guò)濾膜片，先通過(guò)零氣對(duì)兩個(gè)通道的濃度測(cè)量進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，具體方法是將第一進(jìn)氣管口 3和第二進(jìn)氣管口 4通入零氣后，待零氣通入第一濃度檢測(cè)部件7和第二濃度檢測(cè)部件8，調(diào)整第一濃度檢測(cè)部件7和第二濃度檢測(cè)部件8使其測(cè)量數(shù)據(jù)一致；再通過(guò)采樣氣對(duì)兩個(gè)通道的濃度測(cè)量進(jìn)行濃度校準(zhǔn)，具體方法是將第一進(jìn)氣管口 3和第二進(jìn)氣管口 4通入采樣氣后，待采樣氣通入第一濃度檢測(cè)部件7和第二濃度檢測(cè)部件8，參考標(biāo)準(zhǔn)采樣器所測(cè)濃度，調(diào)整第一濃度檢測(cè)部件7和第二濃度檢測(cè)部件8使其濃度一致；步驟2，將被測(cè)顆粒物通入第一進(jìn)氣管口 3和第二進(jìn)氣管口 4，定義第一進(jìn)氣管口 3的流量為Q1，第二進(jìn)氣管口 4的流量為Q2其中，Q1可以與Q2相等，也可以不等，即顆粒物去塵通道I和顆粒物含塵通道2內(nèi)流量可以相同可以不同；第一濃度檢測(cè)部件7檢測(cè)濃度為Λ P1= Λ P #，第二濃度檢測(cè)部件8檢測(cè)濃度為ΛΡ2=ΛΡ# + ΛΡρ其中，ΛΡ#為顆粒物因含水或共模干擾產(chǎn)生濃度，ΛΡ&為顆粒物濃度，則AP^ = AP2-APp步驟3，在安裝過(guò)濾膜片前使用手工方法對(duì)采樣膜片進(jìn)行稱(chēng)重，測(cè)量其初重。自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀運(yùn)行一定時(shí)間后，取下過(guò)濾膜片，使用手工方法對(duì)采樣膜片進(jìn)行稱(chēng)重，測(cè)量其末重，相減得增重值。通過(guò)增重值對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀記錄的平均濃度進(jìn)行核準(zhǔn)，并修正濃度數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，采用微量振蕩天平法的顆粒物濃度監(jiān)測(cè)設(shè)備是采用的傳統(tǒng)的微量振蕩天平法，在此不再贅述該法的具體方案。應(yīng)當(dāng)注意的是其中至少有一路含塵氣流通道上一定要設(shè)置有顆粒物過(guò)濾裝置。當(dāng)采用一路含塵氣流通道時(shí)，可通過(guò)切換閥門(mén)使用分時(shí)測(cè)量的方法測(cè)量，即先通過(guò)切換閥門(mén)使含塵氣流通過(guò)顆粒物過(guò)濾裝 置再進(jìn)入濃度檢測(cè)部件，測(cè)量濃度△ P1= ΔΡ7Κ,然后切換閥門(mén)使含塵氣流直接進(jìn)入濃度檢測(cè)部件，測(cè)量濃度Λ P2=Pp通過(guò)Λ Pf AP2-AP1計(jì)算最終濃度。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。盡管本文較多地使用了顆粒物去塵通道I、顆粒物含塵通道2、第一進(jìn)氣管口 3、第二進(jìn)氣管口 4、上部含塵氣流通道5、下部含塵氣流通道6、第一濃度檢測(cè)部件7、第二濃度檢測(cè)部件8、濾膜9、恒溫裝置10等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩根含塵氣流通道，分別為顆粒物去塵通道(I)以及顆粒物含塵通道(2);所述顆粒物去塵通道(I) 一端設(shè)有第一進(jìn)氣管口(3)，另一端設(shè)有第一濃度檢測(cè)部件(7);所述顆粒物含塵通道(2) —端設(shè)有第二進(jìn)氣管口(4)，另一端設(shè)有第二濃度檢測(cè)部件(8);所述顆粒物去塵通道(I)上還設(shè)有用于濾塵的顆粒物過(guò)濾裝置，第一進(jìn)氣管口(3)以及第二進(jìn)氣管口(4)均接有PM2. 5切割器或PMl. O切割器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的顆粒物去塵通道(I)包括上部含塵氣流通道(5)以及下部含塵氣流通道(6)，上述第一進(jìn)氣管口(3)設(shè)在上部含塵氣流通道(5)—端，所述上部含塵氣流通道(5)另一端通過(guò)上述顆粒物過(guò)濾裝置與所述下部含塵氣流通道(6) —端連通；上述第一濃度檢測(cè)部件(7)設(shè)置在所述下部含塵氣流通道(6)的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒物過(guò)濾裝置包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有濾膜(9)的顆粒物過(guò)濾器以及用于放置顆粒物過(guò)濾器并能開(kāi)合的濾膜放置殼體，所述顆粒物過(guò)濾器內(nèi)的濾膜濾徑為O. I μ m 22 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括一具有溫度探頭(11)的控溫裝置(10)，上述濾膜放置殼體設(shè)置在控溫裝置(10)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一濃度檢測(cè)部件(7)和第二濃度檢測(cè)部件(8)均為微量振蕩天平顆粒物濃度測(cè)量設(shè)備。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于振蕩天平的顆粒物差分濃度測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法，包括至少兩根含塵氣流通道，分別為顆粒物去塵通道(1)以及顆粒物含塵通道(2)；所述顆粒物去塵通道(1)一端設(shè)有第一進(jìn)氣管口(3)，另一端設(shè)有第一濃度檢測(cè)部件(7)；所述顆粒物含塵通道(2)一端設(shè)有第二進(jìn)氣管口(4)，另一端設(shè)有第二濃度檢測(cè)部件(8)；所述顆粒物去塵通道(1)上還設(shè)有用于濾塵的顆粒物過(guò)濾裝置。具有如下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)差分的方法不需要通過(guò)除濕就能減小因濕度變化引起的顆粒物測(cè)量濃度誤差；通過(guò)差分的方法能減小因工模干擾引起的顆粒物測(cè)量濃度誤差?？商峁┮环N與手工采樣方法相同的顆粒物采集環(huán)境，能有效地減少與手工采樣值的誤差。
文檔編號(hào)G01N15/06GK202793983SQ201220496329
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者李虹杰, 李金平, 張培生, 陳建新, 李?lèi)痱?申請(qǐng)人:武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司