本发明专利技术公开了一种PM2.5颗粒物监测仪用大气多参数智能变送器。其包括采样器管路（16）上端与采样器（1）相连，采样器管路（16）穿过加热器(2)，下端与传感器模块（15）相接，加热电源控制单元（6）一端与加热器（2）相接，另一端接入多参数变送器主机（10）；温湿度传感器（5）在采样器管路（16）上；室外传感器（4）位于采样器（1）边上；传感器传输线端子（9）一端分别与温湿度传感器（5）、室外传感器（4）和RS232对外输出通信接口（8）相连，另一端与多参数变送器主机（10）相连。本发明专利技术提高PM2.5的采样分析精度和可靠性，具有实时监测和调控PM2.5采样器内外温度、湿度和压力，带有伴热防冷凝技术，智能控制样气在适宜湿度，保证PM2.5测量的准确性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气颗粒物监测设备，尤其是一种PM2. 5颗粒物监测仪用大气多参数变送器。
技术介绍
基于Beta射线法的大气PM2. 5颗粒物质量浓度检测仪整套系统，一般由PMlO采样头、PM2. 5切割器、采样头、大气多参数智能变送器和仪器主机组成。Beta射线法的基本原理是利用沉积在滤膜上的颗粒物对C14释放的Beta射线的衰减量来检测大气颗粒物质量浓度。测量时，需要抽气泵以一定的流量抽取被测空气，用PM2. 5切光器分离出空气中粒径小于2. 5微米的颗粒，并沉积在滤纸上，再进行计算测量输出PM2. 5颗粒物质量浓度值。对PM2. 5进行监测时，易受到环境的各种因素的影响，比如温度、湿度、气压、流速等的影响，从而使得测出的数据与实际相差很大，从而影响了其真实性。按最新国家有关标态干基标准要求，监测PM2. 5污染浓度水平时，公布或显示的是标准状态下干样气中的PM2. 5浓度值，这也迫使监测PM2. 5采样器室外环境温度、相对湿度、大气压力、采样器内部温度、湿度成为必测参数。不同地域的湿度情况一般不会相同，这对PM2. 5测量值的影响也不会相同，统一标态干基要求，可以科学合理的判定PM2. 5污染实际情况。在PM2. 5采样器直接采集空气作为待测样气时，如果空气湿度较高和环境温度较低时，则存在待测样气冷凝的可能，最终影响PM2. 5测量的准确性；并且当大气中湿度增加时，细粒子PM2. 5会因吸湿性发生化学及物理性质变化，进而影响其质量浓度大小。如果样品中的湿度没有适当的控制，那么该方法的测量值就不准确。传统的解决方法只是使流量、温度恒定，对湿度、压力进行测量并补偿。其如下缺陷也是明显的I)当测试腔的温湿度与空气中温湿度相差较大时，测试数据会与实际不符合；2)相对湿度较大时，当测试腔的温度与空气温度相差较大时，可能会出现冷凝，影响了 PM2. 5的正常测量；3)由于测量出的湿度为相对湿度，直接补偿得出的数值和精度并不具稳定性。从市场上可见的PM2. 5采样器来看，均不具备同时测定采样器内外温湿度、采用智能的伴热技术，既防止样气冷凝又能控制样气湿度在适当范围的能力，因此市场中需要开发一款集采样器内外环境、温湿度、压力测量于一体的大气参数变送器，为准确计算PM2. 5标态干基含量提供依据。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对测试腔的温湿度与空气中温湿度相差较大，影响了 PM2. 5的正常测量以及补偿得出的数值和精度并不具稳定性等问题，本专利技术提供一种PM2. 5颗粒物监测仪用大气多参数变送器，可为准确计算PM2. 5标态干基含量提供依据，并配套于PM2. 5超细颗粒物监测仪的采样器上。_2] 2技术方案一种PM2. 5颗粒物监测仪用大气多参数智能变送器，包括采样器、加热器、纸带传动模块、室外传感器、温湿度传感器、加热电源控制单元、传感器接线端子、RS232对外输出通信接口、传感器传输线端子、多参数变送器主机、24VDC电源、电源端子、传感信号模块端子、加热信号端子、传感器模块、采样器管路，如图1所示，采样器管路上端与采样器相连，下端分别穿过加热器和纸带传动模块，最终与传感器模块相接，而传感器模块直接接入多参数变送器主机上传感信号模块端子；加热电源控制单元一端与加热器相接，控制加热器的加热温度，另一端直接接入多参数变送器主机上加热信号端子；温湿度传感器安装在采样器管路上，用于测量其中输送的样气温度和样气湿度；室外传感器位于设备的最顶端采样器边上，用于测量大气中的温度和湿度；传感器传输线端子一端分别与温湿度传感器、室外传感器和RS232对外输出通信接口相连接，另一端与多参数变送器主机上传感器接线端子相连；24VDC电源直接与多参数变送器主机上电源端子相连；其中所述多参数变送器主机，除了包含有上述接线端子外，还包括CPU处理器、IIC传感器、D/A转换器、参考电压和供电电源等，如图2所示，所述CPU处理器通过IIC总线接口采集IIC传感器的温湿度值。另外，一种PM2. 5颗粒物监测仪用大气多参数智能变送器的系统，还包括数据采集显示单元，包括前端数据采集电路、信号放大转化电路、软件处理分析系统。所述前端数据采集电路，即采集温湿度传感器传送过来的模拟或数字信号；信号放大转化电路，对采集来的信号进行硬件化的放大滤波，统一转化成数字信号；软件处理分析系统，是对转化后的数字信号进行数字滤波，并结合外部空气环境和内部采样分析腔室的温湿度、压力，将样气采集流量折算为标态干基体积，将不同地域的PM2. 5监测转化成同一基点，为科学合理的判定PM2. 5污染实际情况提供条件。工作时，从采样器出来的样气经由采样器管路、并通过内嵌的精密过滤器、进入传感器模块，该传感器用于测量工况流量Q和管内样气工况下大气压力P1 ;管路上安装有加热器和温湿度传感器，温湿度传感器用于测量该时段的样气温度和样气湿度。传感器的出口与调节阀相连接，调节阀的出口与外置泵连接。通过仪器内部与该部件配合的程序和测量这些信号后，经CPU处理器运算后，即可得到当前的工况流量和标况流量。通过程序判断和指令，可使调节阀进行自动调节，使仪器的工况流量稳定在最佳流量值的工作点上。3.有益效果1)PM2. 5温湿度对偶自适应测控技术采用基于对偶曲线的自适应比对优化技术，引入双路对偶温湿度传感器，可实时同步测量外部空气环境和内部采样分析腔室的温湿度，完成空气超细微粒子烟气湿度、温度的测量和补偿，连续在线测量空气背景的温湿度，并以4-20mA的标准信号输出。2)智能动态加热采样技术实时自动跟踪测量烟气湿度和温度变化，当空气含水量的露点温度和实际温度满足设定的条件时，自动切换空气水分绝对湿度测量功能，启动动态加热，保证样气采集过程不出现冷凝，加热过程防止过热造成的挥发性和半挥发性物质挥发，由此克服冷凝和蒸发带来的测量误差，保证空气超细颗粒物测量结果的准确性。3)智能恒湿恒流采样技术采用基于恒湿和恒流的采样技术，实时换算为最新国家标准有关规定的标态干基流量和体积，并保持测量的长期稳定性和测量精度。本专利技术单独采用或综合采用上述3种技术研发的PM2. 5超细颗粒物大气多参数智能变送器，克服了采样过程背景空气湿度对于PM2. 5测量结果的影响，有效减少采样过程低温冷凝和高温蒸发的矛盾，提高PM2. 5的采样分析精度和可靠性，可应用于PMlO颗粒物监测仪设备中，也可以广泛应用于我国空气质量在线监测领域。本专利技术中的大气参数智能变送器，具有实时监测和调控PM2.5采样器内外温度、湿度和压力，并带有伴热防冷凝技术，可智能控制样气在适宜湿度，保ilEPM25测暈结果的准确性与稳定性，符合HJ/T76-2007《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》的要求。并具有如下具体优点I)良好的精度和测量稳定性，可靠性高；维护量小和成本低；2)互换性强，无需重新校准，便于在现场进行简单更换；3)可同步测定采样器内外温湿度、压力等参数，为PM2. 5折算成标态干基提供依据；4)可智能诊断样气温度、露点，当样气温度与露点低于某一值时，自动启动伴热防冷凝技术，防止样气冷凝；5)具有系统动态补偿功能，很好地解决了环境条件温、湿度对测量的影响，并避免对挥发性物质的影响；6)电路部分和压力传感器集本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种PM2.5颗粒物监测仪用大气多参数智能变送器，包括采样器（1）、加热器（2）、纸带传动模块（3）、室外传感器（4）、温湿度传感器（5）、加热电源控制单元（6）、RS232对外输出通信接口（8）、传感器传输线端子（9）、多参数变送器主机（10）、24VDC电源（11）、传感器模块（15）、采样器管路（16），所述采样器管路（16）上端与采样器（1）相连，采样器管路（16）依次穿过加热器(2)和纸带传动模块(3)，采样器管路（16）下端与传感器模块（15）相接，传感器模块（15）直接接入多参数变送器主机（10）上传感信号模块端子（13）；加热电源控制单元（6）一端与加热器（2）相接，另一端直接接入多参数变送器主机（10）上加热信号端子（14）；温湿度传感器（5）安装在采样器管路（16）上；室外传感器（4）位于变送器的最顶端采样器（1）边上；传感器传输线端子（9）一端分别与温湿度传感器（5）、室外传感器（4）和RS232对外输出通信接口（8）相连接，另一端与多参数变送器主机（10）上传感器接线端子（7）相连；24VDC电源（11）直接与多参数变送器主机（10）上电源端子（12）相连。
【技术特征摘要】
1.一种PM2. 5颗粒物监测仪用大气多参数智能变送器，包括采样器(I)、加热器(2)、纸带传动模块(3)、室外传感器(4)、温湿度传感器(5)、加热电源控制单元(6)、RS232对外输出通信接口(8)、传感器传输线端子(9)、多参数变送器主机(10)、24VDC电源(11)、传感器模块(15)、采样器管路(16)，所述采样器管路(16)上端与采样器(I)相连，采样器管路(16) 依次穿过加热器(2)和纸带传动模块(3)，采样器管路(16)下端与传感器模块(15)相接， 传感器模块(15)直接接入多参数变送器主机(10)上传感信号模块端子(13);加热电源控制单元(6) —端与加热器(2)相接，另一端直接接入多参数变送器主机(10)上加热信号端子(14);温湿度传感器(5)安装在采样器管路(16)上；室外传感器(4)位于变送器的最顶端采样器(I)边上；传感器传输线端子(9) 一端分别与温湿度传感器(5)、室外传感器(4)和 RS232对外输出通信接口(8)相连接，另一端与多参数变送器主机(10)上传感器接线端子(7)相连；24VDC电源(11)直接与多参数变送器主机(10)上电源端子(12)相连。2.根据权利要求1所述PM2.5颗粒物监...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘德允，陈莹，范黎锋，董拯，孙明伟，徐成亚，
申请(专利权)人：南京埃森环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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