一种颗粒物浓度检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种颗粒物浓度检测装置及检测方法。颗粒物浓度检测装置，包括依次连接的空气颗粒物切割器、传感器组件和吸气泵。传感器组件包括腔室、β射线放射源、β射线探测器和滤纸带。滤纸带平铺在所述腔室内并能将空气流经的通道封住，β射线放射源和β射线探测器分设在滤纸带的两侧。当吸气泵工作时，空气在腔室中流通并穿过滤纸带后被吸气泵吸出，空气中颗粒物被滤纸带捕获并在滤纸带上形成积尘粉斑。β射线探测器能够实时测量穿过滤纸带的β射线强度进而获得空气的颗粒物质量浓度。本发明专利技术所述的颗粒物浓度检测装置结构简单，成本低廉。能够完全实现自动检测，检测结果的准确性、可靠性和精度都很高，能够满足现有的空气检测需求。

Particle concentration detection device and detection method

The invention relates to a particle concentration detection device and a detection method thereof. The utility model relates to a particle concentration detecting device, comprising an air particle cutter connected in turn, a sensor component and an air suction pump. The sensor assembly includes a chamber, a beta ray source, a beta ray detector, and a filter paper band. The filter paper band is tiled in the chamber and seals the passage through which the air flows, and the beta ray source and the beta ray detector are arranged on both sides of the filter paper belt. When the suction pump works, the air flows through the chamber and is sucked out of the suction pump through the filter paper. The particulate matter in the air is captured by the filter paper belt and dust spots are formed on the filter paper belt. The beta ray detector can measure the intensity of the beta ray of the filtered filter paper in real time, and then obtain the mass concentration of the particles in the air. The particle concentration detection device of the invention has simple structure and low cost. The automatic detection can be fully realized, and the accuracy, reliability and accuracy of the detection result are very high, which can meet the needs of the existing air test.

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒物浓度检测装置及检测方法
本专利技术涉及一种颗粒物浓度检测装置及检测方法。
技术介绍
近年来，我国多地出现雾霾天气，给人们的日常工作生活带来不便，同时危害着人们的身体健康。而空气中微小颗粒物污染是导致灰霾天气的主要原因，同时对人体的健康也会造成影响。因此空气中颗粒物浓度是判断空气质量的重要标准之一。目前，我国对颗粒物浓度的监测主要检测PM10和PM2.5，PM10为小于或者等于10μm颗粒物，PM2.5为小于或者等于2.5μm颗粒物。测定方法可分为手动监测法和自动监测法。自动监测法由于操作简单，便于实现，可以自动监测，成为监测站应用最为广泛的监测方法。其中β射线吸收法是被公认的标准方法。β射线吸收原理：β射线是高速电子流，穿过一定厚度的物质后，射线部分被吸收，其强度随之衰减。强度衰减的多少只与被穿透物质的质量有关，而与该物质其他性质（如颗粒物的分散度、形状、颜色、光泽）无关。由于我国的颗粒物系统性监测较发达国家起步晚，相关的检测技术和仪器设备较为滞后。而我国地域广阔，对监测仪器的需求较大。国外的监测设备虽然能够监测空气中的颗粒物浓度，但设备较为复杂且价格高昂，而国内的监测设备的检测结果准确性有限，难以满足要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、检测准确性、可靠性高的颗粒物浓度检测装置。另一目的是提供一种使用所述颗粒物浓度检测装置对空气中的颗粒物进行检测的检测方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案是：一种颗粒物浓度检测装置，包括依次连接的空气颗粒物切割器、传感器组件和吸气泵。所述空气颗粒物切割器设置在待检测的空气环境中且其进口与空气连通。所述传感器组件包括用于检测颗粒物浓度的腔室、β射线放射源、β射线探测器和滤纸带。所述腔室的上部和下部依次形成进气口和出气口，所述进气口通过进气管与空气颗粒物切割器相连，所述出气口通过出气管与吸气泵相连。所述滤纸带平铺在所述腔室内并能将空气流经的通道封住，所述β射线放射源和β射线探测器分设在滤纸带的两侧。当吸气泵工作时，待检测的空气经所述进口进入空气颗粒物切割器中，空气颗粒物切割器将空气中的部分颗粒物分离出去，剩余的颗粒物随空气流动进入传感器组件的腔室中。空气在腔室中流通并穿过滤纸带后被吸气泵吸出，空气中剩余的颗粒物被滤纸带捕获并在滤纸带上形成积尘粉斑。所述β射线放射源能够发射出β射线，所述β射线探测器能够实时测量穿过滤纸带的β射线强度进而获得待检测空气的颗粒物质量浓度。一种优选的，所述空气颗粒物切割器为PM10切割器，所述PM10切割器能够将大于10μm的颗粒物从空气中分离出来，小于等于10μm的颗粒物随空气从PM10切割器流出，所述传感器组件能够检测空气的PM10浓度。另一种优选的，所述空气颗粒物切割器为PM2.5切割器，所述PM2.5切割器能够将大于2.5μm的颗粒物从空气中分离出来，小于等于2.5μm的颗粒物随空气从PM2.5切割器流出，所述传感器组件能够检测空气的PM2.5浓度。进一步的，所述空气颗粒物切割器和传感器组件之间的气路中还设置有加热除湿器，所述加热除湿器能够对流经的空气进行加热并去除空气中的水气。进一步的，所述传感器组件包括滤纸带夹紧密封机构，所述滤纸带夹紧密封机构包括上夹具和下夹具，所述腔室包括开设在上夹具内的上腔室和开设在下夹具内的下腔室，所述上夹具位于滤纸带的上方，所述进气口开设在上夹具上且与上腔室连通，所述上腔室在上夹具的下部形成下开口，所述下夹具位于滤纸带的下方，所述出气口开设在下夹具上且与下腔室连通，所述下腔室在下夹具的上部形成上开口，所述下夹具的上部具有能够托住滤纸带的上端平面，所述滤纸带平置在所述上端平面并将所述上开口封盖，所述下夹具能够上下移动，所述滤纸带夹紧密封机构具有夹紧和松开状态，当所述滤纸带夹紧密封机构处于夹紧状态时，所述下夹具向上移动并托住滤纸带向上移动使滤纸带抵在上夹具的下部，所述上夹具和下夹具将滤纸带夹紧，所述滤纸带将所述下开口和上开口同时封住，此时进入上腔室的空气穿过滤纸带才能进入下腔室并排出；当所述滤纸带夹紧密封机构处于松开状态时，所述下夹具向下移动并托住滤纸带向下移动使滤纸带被松开。具体的，所述传感器组件还包括能够驱动下夹具上下移动的凸轮机构，所述凸轮机构包括与下夹具配合联动的凸轮，所述凸轮转动能够带动下夹具上下移动。进一步的，所述颗粒物浓度检测装置还包括滤纸带传送机构，所述滤纸带传送机构能够在滤纸带夹紧密封机构处于松开状态时，将滤纸带沿左右方向传送。具体的，所述滤纸带传送机构包括送纸卷轮、收纸卷轮、预紧摆轮和预紧轮，所述送纸卷轮和收纸卷轮分设在传感器组件的左右两侧，所述滤纸带卷绕在送纸卷轮上，所述滤纸带自送纸卷轮上拉出穿过传感器组件后绕制在收纸卷轮上，所述预紧摆轮通过弹簧压抵在送纸卷轮附近的滤纸带上，所述预紧轮压抵在收纸卷轮附近的滤纸带上，所述预紧摆轮和预紧轮能够将滤纸带拉紧在送纸卷轮和收纸卷轮之间，所述送纸卷轮和收纸卷轮依次转动能够将滤纸带送入和送出传感器组件。优选的，所述传感器组件内具有多个腔室，所述滤纸带依次穿过所述的多个腔室，每个腔室对应设置有一β射线放射源和一β射线探测器，所述颗粒物浓度检测装置具有多个检测通道，所述的多个检测通道能够检测多种粒径的颗粒物浓度，每个检测通道包括一个或多个空气颗粒物切割器、传感器组件的一腔室、滤纸带、与所述腔室对应的β射线放射源和β射线探测器，所述腔室的进气口与对应的空气颗粒物切割器连接，所述吸气泵分别与每个腔室的出气口相连。一种颗粒物浓度的检测方法，其采用上述的颗粒物浓度检测装置进行空气中颗粒物浓度的检测，具体包括如下步骤：1）驱动送纸卷轮转动向传感器组件中送入洁净的滤纸带；2）驱动收纸卷轮转动从传感器组件中将使用过的滤纸带部分拉出并将送纸卷轮送入传感器组件的洁净的滤纸带在传感器组件内拉平；3）驱动下夹具向上移动使托在下夹具上的洁净的滤纸带抵在上夹具的下部，所述滤纸带被夹紧；4）记录大气压力P和空气温度T，打开β射线放射源和β射线探测器，在ts时间内持续记录β射线探测器检测的β射线放射源穿过洁净的滤纸带的β射线强度n1；5）打开吸气泵，吸气泵抽气，开始采样，空气自空气颗粒物切割器的进口进入空气颗粒物切割器，然后进入传感器组件中，依次穿过上腔室、滤纸带和下腔室并被吸气泵吸出，所述空气中的颗粒物被滤纸带捕获，经过t时间采样结束，记录t时间内穿过滤纸带的空气体积V；6）采样结束后，在ts时间内持续记录β射线探测器检测的β射线放射源穿过滤纸带的β射线强度n2；7）根据滤纸带上积尘粉斑的面积s计算并记录滤纸带在采样前后的质量变化Δm；8）根据空气体积V和采样前后滤纸带的质量变化Δm计算获得空气的颗粒物浓度值C。以上所涉及到的左右上下等方位词，是在所述颗粒物浓度检测装置的正常使用时的方位作定义的。本专利技术的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：采用空气颗粒物切割器进行空气中不同粒径颗粒物的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：包括依次连接的空气颗粒物切割器（1）、传感器组件（2）和吸气泵（3），所述空气颗粒物切割器（1）设置在待检测的空气环境中且其进口与空气连通，所述传感器组件（2）包括用于检测颗粒物浓度的腔室（21）、β射线放射源（22）、β射线探测器（23）和滤纸带（24），所述腔室（21）的上部和下部依次形成进气口（71）和出气口（81），所述进气口（71）通过进气管（4）与空气颗粒物切割器（1）相连，所述出气口（81）通过出气管（5）与吸气泵（3）相连，所述滤纸带（24）平铺在所述腔室（21）内并能将空气流经的通道封住，所述β射线放射源（22）和β射线探测器（23）分设在滤纸带（24）的两侧，当吸气泵（3）工作时，待检测的空气经所述进口进入空气颗粒物切割器（1）中，空气颗粒物切割器（1）将空气中的部分颗粒物分离出去，剩余的颗粒物随空气流动进入传感器组件（2）的腔室（21）中，空气在腔室（21）中流通并穿过滤纸带（24）后被吸气泵（3）吸出，空气中剩余的颗粒物被滤纸带（24）捕获并在滤纸带（24）上形成积尘粉斑（100），所述β射线放射源（22）能够发射出β射线，所述β射线探测器（23）能够实时测量穿过滤纸带（24）的β射线强度进而获得待检测空气的颗粒物质量浓度。...

【技术特征摘要】
1.一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：包括依次连接的空气颗粒物切割器（1）、传感器组件（2）和吸气泵（3），所述空气颗粒物切割器（1）设置在待检测的空气环境中且其进口与空气连通，所述传感器组件（2）包括用于检测颗粒物浓度的腔室（21）、β射线放射源（22）、β射线探测器（23）和滤纸带（24），所述腔室（21）的上部和下部依次形成进气口（71）和出气口（81），所述进气口（71）通过进气管（4）与空气颗粒物切割器（1）相连，所述出气口（81）通过出气管（5）与吸气泵（3）相连，所述滤纸带（24）平铺在所述腔室（21）内并能将空气流经的通道封住，所述β射线放射源（22）和β射线探测器（23）分设在滤纸带（24）的两侧，当吸气泵（3）工作时，待检测的空气经所述进口进入空气颗粒物切割器（1）中，空气颗粒物切割器（1）将空气中的部分颗粒物分离出去，剩余的颗粒物随空气流动进入传感器组件（2）的腔室（21）中，空气在腔室（21）中流通并穿过滤纸带（24）后被吸气泵（3）吸出，空气中剩余的颗粒物被滤纸带（24）捕获并在滤纸带（24）上形成积尘粉斑（100），所述β射线放射源（22）能够发射出β射线，所述β射线探测器（23）能够实时测量穿过滤纸带（24）的β射线强度进而获得待检测空气的颗粒物质量浓度。2.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述空气颗粒物切割器（1）为PM10切割器（11），所述PM10切割器（11）能够将大于10μm的颗粒物从空气中分离出来，小于等于10μm的颗粒物随空气从PM10切割器（11）流出，所述传感器组件（2）能够检测空气的PM10浓度。3.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述空气颗粒物切割器（1）为PM2.5切割器（12），所述PM2.5切割器（12）能够将大于2.5μm的颗粒物从空气中分离出来，小于等于2.5μm的颗粒物随空气从PM2.5切割器（12）流出，所述传感器组件（2）能够检测空气的PM2.5浓度。4.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述空气颗粒物切割器（1）和传感器组件（2）之间的气路中还设置有加热除湿器（6），所述加热除湿器（6）能够对流经的空气进行加热并去除空气中的水气。5.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述传感器组件（2）包括滤纸带夹紧密封机构，所述滤纸带夹紧密封机构包括上夹具（7）和下夹具（8），所述腔室（21）包括开设在上夹具（7）内的上腔室（211）和开设在下夹具（8）内的下腔室（212），所述上夹具（7）位于滤纸带（24）的上方，所述进气口（71）开设在上夹具（7）上且与上腔室（211）连通，所述上腔室（211）在上夹具（7）的下部形成下开口（72），所述下夹具（8）位于滤纸带（24）的下方，所述出气口（81）开设在下夹具（8）上且与下腔室（212）连通，所述下腔室（212）在下夹具（8）的上部形成上开口（82），所述下夹具（8）的上部具有能够托住滤纸带（24）的上端平面（83），所述滤纸带（24）平置在所述上端平面（83）并将所述上开口（82）封盖，所述下夹具（8）能够上下移动，所述滤纸带夹紧密封机构具有夹紧和松开状态，当所述滤纸带夹紧密封机构处于夹紧状态时，所述下夹具（8）向上移动并托住滤纸带（24）向上移动使滤纸带（24）抵在上夹具（7）的下部，所述上夹具（7）和下夹具（8）将滤纸带（24）夹紧，所述滤纸带（24）将所述下开口（72）和上开口（82）同时封住，此时进入上腔室（211）的空气穿过滤纸带（24）才能进入下腔室（212）并排出；当所述滤纸带夹紧密封机构处于松开状态时，所述下夹具（8）向下移动并托住滤纸带（24）向下...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉，陈建，金惠琴，刘明辉，王陈燕，王纯楷，苏振涛，庄静，刘瑜瀚，陈志强，
申请(专利权)人：江苏苏净集团有限公司，苏州苏净仪器自控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32