本实用新型专利技术公开了一种细颗粒物测量装置，用于检测空气中的PM2.5的含量，包括用于收集空气样品的PM10收集器、用于分离所述空气样品中细颗粒物的PM2.5切割器、用于检测空气样品中细颗粒物含量的检测装置以及用于稳定气流的气泵，所述检测装置包括激光散射仪、光电子发射检测仪已经信号处理器，所述细颗粒物测量装置简单可靠，价格低廉，且能够节省设备。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种细颗粒物测量装置，用于检测空气中的PM2.5的含量，包括用于收集空气样品的PM10收集器、用于分离所述空气样品中细颗粒物的PM2.5切割器、用于检测空气样品中细颗粒物含量的检测装置以及用于稳定气流的气泵，所述检测装置包括激光散射仪、光电子发射检测仪已经信号处理器，所述细颗粒物测量装置简单可靠，价格低廉，且能够节省设备。【专利说明】一种细颗粒物测量装置
本技术涉及一种细颗粒物测量装置。
技术介绍
由于细微颗粒物对人体的健康产生很大的危害，尤其是小于2.5微米的颗粒，PM2.5因为体积比较小，具有很大的比表面积，因而容易吸附有毒物质，并且这些颗粒可以轻易的到达肺部深处，从而引起各种肺部疾病，为此国家发布了新修订的《环境空气质量》标准。新标准增加了 PM2.5的浓度限值检测标准。因此亟需一个简单可靠的并且价格低廉的PM2.5实时测量设备。 测量PM2.5最经典的方法就是50年代技术的滤膜法，这种方法只需要一个PM2.5切割头、一台泵和膜架及其滤膜，采集24小时样品后，取下滤膜称重即可，必要时可以平行采集3个样品，经恒温恒湿后再称重。该可靠实用的方法于1975年写进了德国工业标准，用于校准各种测量仪器。这种方法的缺点是，气流长时间不断通过采样滤膜，滤膜上采集到的物质随着气流和温度的变化会造成挥发性和半挥发性物质损失。同时，一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜造成检测结果偏低；相反，气态物质也可能被滤膜吸附，造成结果偏高。并且该方法也不能实现PM2.5的实时监测。 石英微量震荡天平法是目前我国很多城市监测PMlO最常用的方法，也可以用来确定PM2.5的浓度。该方法利用了石英晶体谐振器的压电特性，将石英晶振电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出电信号的频率变化。优点是定量关系明确，尤其是对小颗粒。缺点是目前的技术无法解决样品加热后挥发性和半挥发性物质的损失，导致测定结果被认为偏低；如果增加膜动态校准系统，则会因技术不成熟造成成本大幅度增高、操作复杂化，最关键的是仪器故障率大幅度升高，难以获得高质量数据。且石英微量震荡天平法对测量环境的要求很高，比如空气温度，湿度，压力，因此不适合南方潮湿地区和污染过于严重城市。 测量PMlO或者PM2.5的另外一种比较常见的方法是β射线法。首先一定厚度的颗粒被收集在β源和盖革计数器之间的滤膜表面。当β射线通过时，其强度随着厚度的增加而逐渐衰弱。根据采样前后的盖革计数器的数值变化可以推算出滤膜上吸附的颗粒的质量。β射线法居于两个假设:一是仪器的采样滤膜条带均一 ；二是采集下来的粒子物理特性均一。上述两个假设往往并不成立，因此测定数据一般被认为偏高，这种检测方法在相对干净和干燥的地区故障率低，在潮湿高温区域故障率较高。并且该设备成本相对较高。 其次常用的方法还有激光散射法。该方法利用的是空气中颗粒可以光散射。通过测量散射光的强度可以间接的确定颗粒的浓度。利用激光散射法的测量受颗粒大小的影响。通过确定颗粒的数量浓度和大小可以计算出颗粒的质量浓度。通常激光散射法只对 0.3微米以上的颗粒比较敏感，并且颗粒的密度也未知，从而导致ΡΜ2.5测量产生很大的误差。 除此以外，还有一种用于确定来自燃烧过程产生的颗粒浓度的方法就是光电子发射检测法。该方法的原理就是来自燃烧产生的颗粒通常含有芳香族碳氢化合物，这些物质对紫外线非常敏感。通过紫外线的照射，这些物质就会释放出电子。除掉这些激发出来的电子，这样颗粒就会带上正电。颗粒的带电量跟颗粒的质量浓度成比。这种方法适用小于一个微米颗粒的测量。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种简单可靠，且价格低廉的细颗粒物测量装置。 为实现上述目的，本技术提供以下的技术方案:一种细颗粒物测量装置，用于检测空气中的PM2.5的含量，包括用于收集空气样品的PMlO收集器、用于分离所述空气样品中细颗粒物的PM2.5切割器、用于检测空气样品中细颗粒物含量的检测装置以及用于稳定气流的气泵，所述检测装置包括， 激光散射仪，用于测定空气样品中细颗粒物散射强度； 光电子发射检测仪，用于测定空气样品中细颗粒物带电量； 信号处理器，用于将所述细颗粒物散射强度和细颗粒物带电量转换为细颗粒物浓度； 所述PMlO收集器连接所述PM2.5切割器； 所述PM2.5切割器连接所述激光散射仪； 所述激光散射仪连接所述光电子发射检测仪； 所述光电子发射仪连接所述气泵； 所述激光散射仪和光电子发射检测仪还分别连接所述信号处理器。 所述激光散射仪包括空气通道、激光模块以及探测模块， 所述激光模块包括用于激光通过的激光通道和设于所述激光通道两端的用于发射激光的激光源和用于吸收激光的激光捕捉器； 所述探测模块包括用于激光散射的散射通道和设于所述散射通道两端的检测空气样品中细颗粒物散射强度的激光强度探测仪和用于吸收散射激光的激光捕捉器； 所述空气通道、激光通道以及散射通道设有已测量的交叉空间； 所述激光源入射光线与激光散射光线的交叉区域设于所述已测量的交叉空间内； 所述PM2.5切割器的出口连接所述空气通道的进口 ； 所述激光强度探测仪连接所述信号处理器。 所述激光源和交叉区域之间还设有用于聚焦的棱镜。 所述光电子发射检测仪包括， 紫外线照射空间，用于激发空气样品中细颗粒物的电子； 电子收集器，用于去除空气样品中细颗粒物的电子； 过滤器，用于收集空气样品中的细颗粒物； 法拉第杯，用于测定所述过滤器中细颗粒物的带电量； 放大器，用于放大带电量的信号； 所述空气通道的出口连接所述紫外线照射空间的进口 ； 所述紫外线照射空间的出口连接所述电子收集器的进口 ； 所述电子收集器的出口连接所述过滤器； 所述过滤器设于所述法拉第杯中并且连接所述放大器； 所述放大器连接所述信号处理器； 所述法拉第杯的出口连接所述气泵。 优选的，所述法拉第杯和气泵之间还设有用于去除空气中湿气的干燥器。 优选的，所述干燥器中设有用于去除气态酸性物质的活性炭层。 优选的，所述气泵后还设有用于循环使用净化后空气的分流装置，所述分流装置为用于分流气体的毛细管；所述气泵的出口连接所述毛细管的进口 ；所述毛细管的出口分别连接所述PMlO收集器和外界。 采用以上技术方案的有益效果是:该方法的特点就是组合了激光散射法和光电子发射检测法，在激光散射法中，信号随着颗粒大小的增加而增加，而对于光电子发射检测法，信号随着颗粒大小的增加而减小；反之，激光散射法的信号随着颗粒大小的减小而减小，而光电子发射检测法随着颗粒边小而变大；通过组合这两种方法，可以消弱颗粒性质对测量的影响；同时通过采用净化装置和分流装置，能够直接循环利用洁净的空气对空气样品进行稀释，节省了设备。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的组成方框图； 图2是本技术中激光散射仪的结构示意图； 图3是本技术中光电子发射检测仪的结构示意图； 图4是本技术一种PM2.5测量测量方法的工艺流程图。 其中，1.PMlO收集器2.PM2.5分离器3.激光散射仪31.空气通道321.激光通道322.激光源323.棱镜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种细颗粒物测量装置，用于检测空气中的PM2.5的含量，包括用于收集空气样品的PM10收集器、用于分离所述空气样品中细颗粒物的PM2.5切割器、用于检测空气样品中细颗粒物含量的检测装置以及用于稳定气流的气泵，其特征在于，所述检测装置包括，激光散射仪，用于测定空气样品中细颗粒物散射强度；光电子发射检测仪，用于测定空气样品中细颗粒物带电量；信号处理器，用于将所述细颗粒物散射强度和细颗粒物带电量转换为细颗粒物浓度；所述PM10收集器的出口连接所述PM2.5切割器的进口；所述PM2.5切割器的出口连接所述激光散射仪；所述激光散射仪连接所述光电子发射检测仪；所述光电子发射仪连接所述气泵；所述激光散射仪和光电子发射检测仪还分别连接所述信号处理器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺竞人，
申请(专利权)人：苏州元泰自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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