[发明专利]大气粉尘采样及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及大气粉尘采样及监测，尤其涉及可以采样及监测两种或以上切割粒径粉尘的方法。

背景技术

现有的Beta粒子大气粉尘检测仪或者微量振荡天平法或者其他类似的方式检测大气粉尘皆只能检测一种切割粒径粉尘的浓度。

PM₁₀的检测是属于国家强制要求检测的项目，对其它切割粒径粉尘的检测则没有要求。但随着社会的发展，对于大气粉尘的检测要求越来越高，迫切需要采集和检测其它切割粒径的粉尘，如PM₅，PM_2.5，而现有的通用做法是：直接购买两台或多台仪器，分别用于采样和检测不同切割粒径的粉尘，这种做法具有诸多不足，如多台仪器大大地提高了检测成本，也提高了维护的难度。

为了解决上述方案中检测成本太高、维护难度大等不足，美国专利US20060000297A1公开了一种解决方案：如图1所示，采用同一个切割器，但提供了多个不同直径的喷嘴。在采样和检测不同切割粒径的粉尘时，更换不同直径的喷嘴，如50a、50b、50c和50d，并保持通过喷嘴的气体流量值不变，从而实现不同切割粒径粉尘的采样和检测的改变。

上述专利方法实现了用一台切割器得到不同切割粒径的粉尘，但还存在一些不足，如：

1、自动化程度低。

喷嘴的更换需要人工来完成，无法自动切换，自动化程度低，耗费时间长。

2、成本高。

若对不同切割粒径的粉尘进行采样时，需要多个切割器或多个喷嘴组件配合才可以完成，使粉尘检测的成本高。

3、可靠性差。

由于在对不同切割粒径的粉尘进行采样时，都需要更换不同的喷嘴，使喷嘴与切割器之间的密封性变差，从而影响喷嘴及切割器的性能，给采样带来误差，使大气粉尘采样及检测的准确性降低。

4、检测结果可比性差。

经常更换喷嘴会使粉尘仪切割器的工作状态不能保证完全的一致，使得对同一切割粒径粉尘的检测状态之间存在差异，使前后检测的可比性差。

5、使用不方便。

当检测不同切割粒径的粉尘时，需要更换不同直径的喷嘴。而切割器往往设置在比较高的位置，在更换喷嘴时需要人工爬高去操作，非常不方便。

6、维护成本高。

时常更换喷嘴会使采样及检测系统的稳定性变差，人工维护成本变高。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种采用同一个切割器、无需更换切割器喷嘴就可以实现两种或两种以上切割粒径粉尘采样及检测的方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种大气粉尘采样方法，包括以下步骤：

a、提供粉尘切割器、采样泵和流量控制单元，所述粉尘切割器包括喷嘴和收集器；

建立粉尘的切割粒径D_p和通过所述喷嘴的气体流量Q间的对应关系；

b、根据粉尘的切割粒径D_p和通过所述喷嘴的气体流量Q间的对应关系，针对拟采样粉尘的切割粒径D_p1，得到拟采样粉尘对应的通过喷嘴的气体流量值Q₁；

c、采样泵工作，调节流量控制单元，使通过所述喷嘴的气体流量值为Q₁，实现对切割粒径D_p1粉尘的采样；

进行其它切割粒径粉尘的采样时，保持所述喷嘴的直径不变，重复步骤b～c。

作为优选，在上述采样方法中，所述粉尘切割器喷嘴的直径D、喷嘴出口到收集器的距离H由以下步骤确定：

(1)确定采样范围内一切割粒径D_p2对应的通过喷嘴的流量值Q₂；

在该流量值Q₂基础上，采样范围内最小切割粒径D_p(min)对应的通过喷嘴的流量值Q_max在采样泵的负载能力内；

(2)根据确定的流量值Q₂、切割粒径D_p2得出切割器的喷嘴直径D；

(3)利用得到的喷嘴直径D得出采样范围内其它切割粒径D_p对应的通过喷嘴的气体流量值Q；

根据喷嘴出口到收集器的距离H与喷嘴直径D之间的关系，确定喷嘴出口到收集器的距离H；

(4)修正步骤(1)、(3)中得出的各气体流量值、喷嘴出口到收集器的距离H，使得对采样范围内各种粉尘的切割粒径偏差和捕集效率均在设定范围内，从而建立了粉尘的切割粒径D_p和通过喷嘴的气体流量Q间的对应关系。