[发明专利]气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气溶胶粒子的检测方法，特别是一种检测气溶胶粒子浓度和尺寸分布的方法及其装置。

背景技术

许多气溶胶粒子对人体有明显伤害，如非食用油(煤焦油,木焦油,矿物油和天然沥青等)受热产生的油烟雾会造成严重的环境污染。以沥青油烟雾为例，凡加工，制造和使用沥青，煤炭，石油及含沥青的物质，在加热和燃烧的过程中均会产生成分复杂的沥青油烟气溶胶,由于严重污染空气，国家已规定了严格的排放标准(GB16297-1996)。 现有污染源为80mg/m3，新污染源为40mg/m³。目前对这类油烟雾浓度的检测缺少完备的手段。专利号为02221112.8的中国专利提出一种检测样品中沥青含量的仪器，是将样品在仪器的燃烧室中燃烧，用电子天平测量反应物后计算出相应沥青含量。该设备并不适合检测沥青油烟气溶胶浓度。

再以总悬浮颗粒物（TSP）或烟尘的检测为例，常规的方法是抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜或滤筒，气流中的气溶胶粒子被阻留在膜上或筒中，由采样前后的重量差及采样体积，可计算出TSP或烟尘浓度（如果有水分，需加热烘干后在称量）。对于可吸入尘（飘尘，IP），也可采用前述重量差法。此外，还有压电晶体振荡法和 β射线吸收法。后者是通过测定清洁滤带（未采尘）和采尘滤带对射线吸收程度的差异来测量采尘量的，由于含尘空气的体积已知，故可计算出IP的浓度。从近年来这方面公开的专利看，快速检测或监测TSP，IP或烟尘的技术发展较快，但大体趋势仍然集中在两个方向。一是利用气溶胶粒子对各种光线（可见光，红外光，激光等）的作用（阻挡，吸收，漫反射等），通过测量光线照射前后的变化来获取气溶胶浓度的信息。如专利号为02804173.9的高灵敏度的颗粒检测，专利号为02232672.3的烟尘浓度连续检测激光发射装置，专利申请号为01136683.4的单端不透明度法测尘装置，专利申请号为99103172.5的带粒子传感器的烟尘探测器，专利号为97119085.2的烟尘检测器，专利申请号为93211786.4的烟尘光电探测探头，专利申请号为91202747.9的便携式光电烟尘浓度检测仪，专利申请号为01254195.8的烟尘、烟气排放监测装置，专利号为96114134.4的粉尘排放连续自动监测装置和专利号为94202316.1的烟尘黑度监测记录仪。这一类方法的局限是，当检测或监测环境较恶劣时（如烟道气流腐蚀性强，水汽量大，粘性油烟浓度大），检测误差增大，甚至仪器很快就会失效或损坏。另一发展方向是β射线吸收法的优化或改进。如专利号为02200914.0的射线电离型烟、尘传感器，专利号为99205791.4的多功能烟尘、气探测枪和专利号为02238238.0的β射线颗粒物烟尘排放连续监测仪。除了由前一类方法的局限外，β射线源的价格和安全也会造成一些问题。

考虑到气溶胶粒子对人体健康危害程度的不同，有时还需测定粒子大小的分布。粒子粒径的分布有两种表示方式，一是不同粒径的数目分布，一是不同粒径的重量浓度分布。前者可用光散射式粒子计数器测定。后者可用根据撞击捕获原理制成的采样器分级捕集不同粒径范围的气溶胶粒子，再用称重法测定浓度分布。一般来讲，这些设备价格较贵，检测过程复杂，受环境条件干扰较大，检测周期也长。

申请人曾于2006年4月25日提出了发明名称为《一种现场检测气溶胶粒子浓度的方法及其检测仪》的专利申请，目前已授予专利权，专利号为2006102003813。使用该方法和设备可方便、快速的对大多数气溶胶粒子的总浓度和粒径进行检测。但当气溶胶粒子尺寸分布较分散时，该方法对粒子浓度的检测精确度还需要进一步提高，气溶胶粒子粒径的分布也需更详细的测量和计算。对此，本发明对上述专利技术进行了进一步的改进。

发明内容

本发明提供一种气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法及其装置，要解决当气溶胶粒子尺寸分布较分散时, 粒子浓度的精确检测问题，以及现有检测方法无法检测出粒子粒径分布比例的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法，检测步骤如下：

步骤一，形成一个含气溶胶粒子的气流；

步骤二，让上述气流通过至少一个管形电晕区，使气流中至少有部分待测气溶胶粒子在电晕区带上负电荷；