[发明专利]一种室内微小颗粒物监测器

说明书

技术领域

本发明涉及微小颗粒监测技术领域，特别是指一种室内微小颗粒物监测器。

背景技术

目前，雾霾天气对人们的生活环境的影响越来越严重，微小颗粒物监测器也就越来越被广泛地应用。目前，世界上流行的空气中的微小颗粒物（如PM2.5及PM10）自动监测方式主要有三种方式：振荡天平技术、Beta射线技术和光散射技术。由于细颗粒物PM2.5的组成与机理的特殊性，实现其自动监测的难度远远大于PM10。因此以下主要介绍PM2.5的测量方法:

由于PM2.5颗粒物由多种物质组成，并以不同的形态存在于环境空气中，在进行自动监测过程中，需要排除由于颗粒物的吸水性带来的测量结果偏高和挥发性物质在分析过程中丢失造成的测量结果偏低的问题。其中，特别是环境湿度对PM2.5测量值可能导致1倍甚至几倍的测量值偏差。

首先，振荡天平技术是在采用微量振荡天平传感器，PM2.5样品气样进入膜动态测量系统后，首先会经过干燥器，在那里使气体样品的相对湿度降到一定的范围，从而保证样品的测量值准确。该振荡天平传感器的主要部件是一支一端固定，另一端装有滤膜的空心锥形玻璃管，样品气流通过滤膜，颗粒物被收集在滤膜上。工作时，空心锥形玻璃管是处于往复振荡的状态，它的振荡频率会随着滤膜上收集的颗粒物的质量变化发生改变，仪器通过准确测量频率的变化得到采集到的颗粒物的质量，然后根据收集这些颗粒物时采集的样品体积计算得出样品的浓度。

其次，Beta射线法中，PM2.5颗粒物样品气体在样品动态加热系统中加热，这样，样品气体的相对湿度被调整到35%以下后，进入仪器主机，颗粒物被收集在可以自动更换的滤膜上。在仪器中滤膜的两侧分别设置了Beta射线源和 Beta射线检测器。随着样品采集的进行，在滤膜上收集的颗粒物越来越多，颗粒物质量也随之增加，此时Beta射线检测器检测到的Beta射线强度会相应地减弱。由于Beta射线检测器的输出信号能直接反应颗粒物的质量变化，仪器通过分析Beta射线检测器的信号变化得到一定时段内采集的颗粒物质量数值，结合相同时段内采集的样品的体积，最终报告出采样时段的颗粒物浓度。

以上两种技术可以较好地解决PM2.5测量值受环境湿度的影响而使测量值偏差的问题。但采用以上两种技术的仪器组成复杂，体积大，成本很高，目前只能用于气象级大气环境中PM2.5的测量，不可能作为民用的室内空气PM2.5监测。

另外的一种光散射法测量技术是利用光线遇粉尘产生反射光，根据反射光的光强大小判断粉尘浓度。光散射法相对以上两种方法简单，成本也较低，可以满足民用PM2.5监测的需要。但目前采用光散射法的PM2.5测量仪器均无法解决环境湿度对PM2.5测量值的影响，通常在湿度大于40%的环境中，PM2.5测量值偏差从40%到200%。

由此可见，现有微小颗粒物监测器组成复杂，体积大，成本很高，不能作为民用室内微小颗粒物的监测，或是民用室内微小颗粒物监测器受环境因素影响严重，导致测量结果偏差大。

发明内容

本发明提出一种室内微小颗粒物监测器，用于解决现有微小颗粒物监测器组成复杂，体积大，成本很高，不能作为民用室内微小颗粒物的监测，或是民用室内微小颗粒物监测器受环境因素影响严重，导致测量结果偏差较大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种室内微小颗粒物监测器，包括：

壳体；

微处理器，设置在壳体内；

用于实时探测室内湿度值的湿度传感器，设置在壳体内，与微处理器连接；

用于探测室内PM2.5值的光散射微小颗粒物传感器，设置在壳体内，与微处理器连接；

其中，微处理器包括：湿度补偿控制单元，用于根据湿度传感器实时探测到的湿度值和光散射微小颗粒物传感器实时探测的微小颗粒物浓度值，通过经实验数据进行多元线性拟合的湿度补偿数学公式，在不同微小颗粒物浓度值范围下分别进行湿度补偿，从而对光散射微小颗粒物传感器的探测到的浓度值进行补偿，计算出实时准确的微小颗粒物浓度值，与湿度传感器和光散射微小颗粒物传感器连接。

作为一种优选方案，湿度补偿数学公式具体为：

Z=(p1+p2*x+p3*x^2+p4*y+p5*y^2)/(1+p6*x+p7*y)；

其中，x为湿度传感器实时探测到的湿度值；y为光散射微小颗粒物传感器的实时探测到的PM2.5值的模拟量被微处理器转换成的数字值；Z为经湿度补偿后的PM2.5值；

p1=-97.3402743047253；p2=6.12542455498836；