[发明专利]一种基于振荡天平的颗粒物差分浓度测量系统及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种颗粒物浓度测量系统及其测量方法，尤其是涉及一种基于振荡天平的颗粒物差分浓度测量系统及其测量方法。

背景技术

空气中的总悬浮颗粒物TSP(Total Suspended Particulate)是指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称，其粒径范围约为0.1-100μm。通常把动力学直径在10μm以下的颗粒物称为PM₁₀，又称为可吸入颗粒物或飘尘，它们是可在大气中长期飘浮的悬浮微粒。尤其对于动力学粒径在5μm以内呼吸性颗粒物，由于粒径小能被直接吸入呼吸道内造成危害，尤其是动力学粒径在2.5μm以内的细粒子中，铅(Ph)、锰(Mn)、镉(cd)、锑(sh)、砷(As)、镍(Ni)、硫酸盐、多环芳烃等含量较高，在空气中持留时间长，易将污染物带到很远的地方使污染范围扩大。可吸入颗粒物在大气中还可为化学反应提供反应床，是气溶胶化学中研究的重点对象，已被定为空气质量监测的一个重要指标。空气中的颗粒物对环境的有害影响还有散射阳光、降低大气的能见度等。

可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，对于老人、儿童和己患心肺病者等敏感人群，风险是较大的。另外，环境空气中的颗粒物还是降低能见度的主要原因，并会损坏建筑物表面。目前应用最广的颗粒物浓度的测量方法为用β源、微量振荡天平与激光光源的方法进行测量。对颗粒物的监测分析方法还有称重测量法，即质量法，总悬浮颗粒物的浓度以每立方米空气中总悬浮颗粒物的毫克数表示，用标准大容量颗粒采样器在采样效率接近100％滤膜上采集己知体积的颗粒物，恒温恒湿条件下，称量采样前后采样膜的质量变化来确定采集到的颗粒物质量，再除以采样体积，得到颗粒物的质量浓度。称重测量的方法的准确度、精确度和可靠性很好，但目前普遍使用的是利用电子天平手工称重，不仅耗费人力，而且存在手工误差，且不能实现颗粒物浓度监测的自动化和实时性。目前对大气颗粒物的自动监测均以手工方法为标准，而无论是用β源、微量振荡天平还是激光光源的方法，环境空气湿度的变化、VOC以及铵盐类颗粒物均能对测量结果产生很大的影响。通常的方法是先对含尘气流进行除湿处理，再进行浓度测量，然而在除湿过程中，由于因湿度变化容易引起的颗粒物测量浓度误差。另外自动监测方法所使用的滤膜所处的环境与手工采样的环境也不一样，特别是对挥发性颗粒物测量产生很大的误差。因此，研究大气颗粒物的自动监测方法，发展高灵敏度、操作简便、经济实用且易于维护的大气颗粒物自动监测设备，在大气环境监测研究领域具有重要的意义。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于振荡天平的颗粒物差分浓度测量系统，其特征在于，包括至少两根含尘气流通道，分别为颗粒物去尘通道以及颗粒物含尘通道；所述颗粒物去尘通道一端设有第一进气管口，另一端设有第一浓度检测部件；所述颗粒物含尘通道一端设有第二进气管口，另一端设有第二浓度检测部件；所述颗粒物去尘通道上还设有用于滤尘的颗粒物过滤装置。

在上述的一种基于振荡天平的颗粒物差分浓度测量系统，所述的颗粒物去尘通道包括上部含尘气流通道以及下部含尘气流通道，上述第一进气管口设在上部含尘气流通道一端，所述上部含尘气流通道另一端通过上述颗粒物过滤装置与所述下部含尘气流通道一端连通；上述第一浓度检测部件设置在所述下部含尘气流通道的另一端。

在上述的一种基于振荡天平的颗粒物差分浓度测量系统，所述颗粒物过滤装置包括一个内部设有滤膜的颗粒物过滤器以及用于放置颗粒物过滤器并能开合的滤膜放置壳体，所述颗粒物过滤器内的滤膜滤径为0.1μm～22μm。

在上述的一种基于振荡天平的颗粒物差分浓度测量系统，还包括一具有温度探头的温度控制装置，上述滤膜放置在该装置内。

在上述的一种基于振荡天平的颗粒物差分浓度测量系统，所述第一浓度检测部件和第二浓度检测部件均为微量振荡天平法的颗粒物浓度监测设备。

一种权利要求1所述的基于振荡天平的颗粒物差分浓度测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，浓度校准步骤：取下颗粒物过滤膜片，将第一进气管口和第二进气管口通入零气，调整第一浓度检测部件和第二浓度检测部件使其在通入零气时的测量数据一致；将第一进气管口和第二进气管口通入含尘采样气流，调整第一浓度检测部件和第二浓度检测部件使其在通入采样气时测量的浓度与标准采样器的浓度一致；