[发明专利]一种PM2.5监测仪及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境监测领域，尤其是一种PM2.5监测仪及其方法，具体地，涉及一种基于太赫兹时域光谱技术的PM2.5监测仪及其方法。

背景技术

我国城市环境空气已从煤烟型污染转变为复合型污染，这种复合型污染为机动车排放、燃煤排放和颗粒物污染的复合。大气中微粒动力学直径小于等于2.5微米的颗粒物就是PM2.5，因其能够进入人体肺泡，故又称为可入肺颗粒物。PM2.5由直接排入空气中的一次微粒物和空气中的气态污染物通过化学转化形成的二次微粒组成。PM2.5毒性较大，对空气污染、大气能见度、人体健康以及大气能量平衡都有很大的影响。2012年2月，国务院发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5的监测指标，因此，PM2.5已成为国内外城市大气污染的首要污染物。

目前，检测PM2.5重量主要分为两个步骤，即把PM2.5与较大的颗粒物分离，以及测定分离出来的PM2.5重量。国内外分离PM2.5的方法基本一致，由具有特式结构的切割器以及其产生的特定空气流速达到分离效果，对于PM2.5重量的测量，主要有重量法、β射线吸收法以及微量振荡天平法。我们现阶段采用的PM2.5监测器大部分是从国外进口，价格高昂而且还有一定的技术壁垒，因此，我们迫切需要研发自主知识产权的PM2.5监测仪器和技术手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种PM2.5监测仪及其检测方法，该监测仪器结构紧凑合理，工艺操作简单方便，对PM2.5检测精度高、装置稳定性好，适应范围广、安全可靠。

为达上诉目的，本发明提供一种PM2.5监测仪，所述监测仪包含：空气采集装置、太赫兹监测装置、数据输出装置；所述空气采集装置，用以获取空气组分；所述太赫兹监测装置与空气采集装置相连，用于检测所述空气采集装置获取的空气组分，获得当前空气组分中PM2.5的特征标识峰并输出；所述数据输出装置与太赫兹监测装置，用以对接收到的PM2.5的特征标识峰分析并输出相对应的PM2.5浓度值。

在上述技术方案中，所述空气采集装置包括控制电路、抽气泵、过滤器；

所述控制电路，用以控制抽气泵抽取空气；所述抽气泵与控制电路相连，用以抽取空气；所述过滤器与抽气泵相连，用以过滤抽气泵所抽取空气的PM2.5物质。

在上述技术方案中，所述过滤器还包含一滤膜，通过所述滤膜过滤空气组分中的PM2.5，所述滤膜为石英纤维滤膜或聚四氟乙烯薄膜滤膜。

在上述技术方案中，所述太赫兹监测装置包括探测器与接收器，所述探测器与接收器设置于所述滤膜两侧，用于分别测量空白滤膜和带有所述PM2.5样品的滤膜并分别获得参考信号与样品信号，根据所述参考信号与样品信号，获得所述PM2.5样品的特征标识峰。

在上述技术方案中，所述数据输出装置包含数据库、分析模块及显示模块；所述数据库用以存储PM2.5的特征标识峰与PM2.5浓度的对应数据信息；所述分析模块与数据库相连，用以将接收到的当前空气组分中PM2.5的特征标识峰与数据库中对应数据信息作比对并输出当前PM2.5浓度；所述显示模块与分析模块相连，用于显示接收到的PM2.5浓度。

在上述技术方案中，所述空气采集装置还包含：温度和湿度传感器、雨水分离器，所述温度和湿度传感器与雨水分离器分别设置于抽气泵上。

本发明还提供一种PM2.5监测方法，所述监测方法包含：获取空气组分；检测所述空气采集装置获取的空气组分获得当前空气组分中PM2.5的特征标识峰并输出；将接收到的PM2.5的特征标识峰作比对，获得当前PM2.5浓度。

在上述技术方案中，所述空气采集装置获取的空气组分获得当前空气组分中PM2.5的特征标识峰包含：通过太赫兹分别测量空白滤膜和带有所述PM2.5样品的滤膜，分别获得参考信号与样品信号，对所述参考信号与样品信号进行分析计算得出对应的频率谱图，获得所述PM2.5样品的特征标识峰。

在上述技术方案中，所述PM2.5监测方法还包含：将不同PM2.5浓度下所测的PM2.5的特征标识峰于对应的PM2.5浓度数据作匹配，获得一对应数据信息并保存。

在上述技术方案中，所述将接收到的PM2.5的特征标识峰作比对包含：将接收到的PM2.5的特征标识峰与所述对应数据信息作比对。

本发明的有益技术效果在于：本发明利用太赫兹时域光谱技术测量大气中PM2.5浓度值，结构简单，测量结果精确度高、仪器稳定性好。并且此PM2.5检测器与国外同性能检测器相比价格低廉，能适用于不同环境，是我国具有自主知识产权的PM2.5监测器。