[发明专利]一种颗粒物自动监测仪器

说明书

技术领域

    本发明涉及一种大气颗粒物自动监测装置，尤其是指一种能在线连续采集大气环境中的颗粒物并精确测量颗粒物浓度的在线监测装置，属于环境空气自动监测设备技术领域。

技术背景

大气颗粒物指的是分散在大气中的固态或液态颗粒状物质的总称，其粒径范围约为0.1-100微米。根据粒径大小，可分为空气动力学直径小于或等于100μm的总悬浮颗粒物TSP（Total Suspended Particulate）和空气动力学直径小于或等于10μm的可吸入颗粒物PM₁₀（Particles with Diameters of 10μm or less）。可吸入颗粒物又可分为细粒子PM_2.5（空气动力学直径小于或等于2.5μm）和粗粒子（空气动力学直径介于2.5μm至10μm）。

PM₁₀在环境空气中持续的时间很长，对人体健康和大气能见度影响都很大，被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。PM_2.5相对于PM₁₀来说，更容易长时间悬浮在空中，PM₁₀可进入人的鼻腔及气管，而PM_2.5除了能进入肺部，还能进入肺泡甚至血液。引起肺部和全身炎症，增加动脉硬化、血脂升高的风险，导致心律不齐，血压升高等。而且PM_2.5的危害是多重的，它不但会形成灰霾，降低能见度，还会威胁人体健康、生态环境，并通过远距离输送，造成区域性或全球性环境问题，甚至影响气候变化。

目前空气颗粒物的主要监测方法有：重量法、β射线吸收法、振荡天平法。重量法使用大流量采样器测量颗粒物浓度，它的缺点是工作量大、自动化程度低、不适合进行远距离检测，且取日均值时需连续采样12小时以上，不能反映PM₁₀浓度的短时间变化情况，不能对沙尘暴等恶劣天气的变化进行实时反映。振荡天平发的优点是实时性好、准确度高、检出限低；缺点是测量系统要求在50℃恒温下工作，样气中部分挥发性有机物容易蒸发，从而测出的数据偏低，此外，在湿度较大的雨天容易出负值。β射线吸收法的优点是使用的自动监测仪适用范围较广，在24小时空气质量连续自动监测中应用广泛，在污染较重或地理位置重要的地方，可有效地反映出空气中颗粒物浓度的变化情况，为环保部门进行空气质量评估和政府决策提供准确、可靠的数据依据。因此，β射线吸收法是颗粒物检测仪器的首选方法，我国也把该方法列为空气中颗粒物检测的标准方法。但是此方法采用的仪器结构复杂，使用不够方便，部分仪器的故障率较高，不能满足目前工农业生产和人民生活对环境监测日益增长的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于大气环境中TSP或PM₁₀或PM_2.5等颗粒物浓度精确测量的结构简单、使用方便、性能稳定的颗粒物自动监测仪器。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种颗粒物自动监测仪，它由壳体、尘样分离部分、尘样收集部分、纸带传送部分、尘样检测部分、恒流部分组成。尘样分离部分安装在壳体外部，尘样分离部分的切割器部件和尘样收集部分的采样管连接采用直插式硬连接方式连接，尘样收集部分的采样管下端连接的管道适配器与壳体密封连接，尘样检测部分镶嵌在尘样收集部分的内部，纸带传送部分的玻璃纤维滤带穿在尘样检测部分的正比例计数器和放射源之间，恒流部分的多个传感器和调节阀连接在尘样收集部分的出气管后部的管路上，调节阀通过管路与外置泵相连接。

上述颗粒物自动监测仪，所述尘样分离部分由分离不同粒径的切割器组成，分别是TSP，PM_2.5和PM₁₀三种切割器，切割器的下端与尘样收集部分的采样管连接。

上述颗粒物自动监测仪，所述尘样收集部分由采样管、采用管加热套、管道适配器、出气管、进气管、上气道座、下气道座组成，采样管、采用管加热套、管道适配器安装在壳体外，它们依次连接，进气管一端与管道适配器相连接，另一端与上气道座相连接，尘样检测部分安装在上气道座和下气道座之间，下气道座与出气管相连接。

上述颗粒物自动监测仪，所述尘样检测部分由正比例计数器和放射源组成，正比计数器镶嵌在上气道座内部的上半部，放射源安装在下气道座的内部，正比例计数器与放射源上下相对，放射源采用¹⁴C（碳14）源。