[发明专利]环境监测用TEOM粉尘仪滤膜免拆卸自动清洗装置

说明书

为解决现有技术不足,本专利提供了环境监测用TEOM粉尘仪滤膜免拆卸自动清洗装置,包括TEOM滤膜1,锥形杯2,绞龙3,TEOM振荡管4,超声波换能器U9,步进电机U10,开关电源U1,DC‑DC转换器U2,主控芯片U3,光耦U4‑U7,场效应管Q1,步进电机驱动器U8,超声波换能器U9,步进电机U10,按钮BUTTON1‑5；TEOM滤膜1的左上角安装超声波换能器U9,TEOM滤膜1连接TEOM振荡管4,TEOM滤膜1下方安装锥形杯2,锥形杯2内装有绞龙3,绞龙3连接步进电机U10；U1连接U2、U8、U9,U2连接U3,U3连接U4‑U7和BUTTON1‑5,U4连接Q1,Q1连接U9,U5‑U7连接U8,U8连接U10,本专利特点：延长TEOM滤膜更换周期,节约物力和人力成本,可以对清洗强度与清洗周期进行设置,用绞龙将清洗下来的废弃粉尘排出到仪器外。

技术领域

本发明主要涉及环境监测仪器领域，具体是环境监测用TEOM粉尘仪滤膜免拆卸自动清洗装置。

背景技术

大气中的粉尘浓度是环境在线监测的一个热点，粉尘导致能见度降低、引起雾霾现象，尤其是细度为PM2.5和 PM10的粉尘，它们粒径小、面积大、活性强、易附带有毒有害物质(重金属、持久性有机物等)、在大气中的停留时间长、输送距离远，这些粉尘会干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。因此，从各个环节实时监测粉尘浓度，对掌握大气粉尘的污染水平、变化趋势以及政府决策显得非常重要。大气中的粉尘会依据环保法规《环境空气质量标准》(GB3095-2012)进行严密监控。

目前对气体中粉尘浓度的监测方法中，常用的方法有人工滤膜称重法、光散射法、压电晶体法、β射线法、TEOM振荡天平法。光散射法、压电晶体法、β射线法属于间接测量法，人工滤膜称重法和振荡天平法属于直接测量法。

人工滤膜称重法特点：日均浓度检出限较低，准确度较高，其滤膜可用于组分分析，但是，该仪器维护工作量较大，需要花费大量人工和交通工具来完成分析过程，且质量控制较烦琐，容易引起人为测量误差。因此，该方法只适合人工采样，不适合连续监测。

光散射法特点：当光束通过含粉尘空气时，发生衍射，一部分光线偏离原来的传播方向，在一定的立体角内，散射光强与粉尘浓度呈一定的比例关系，通过测量散射光强，可以得出粉尘浓度。优点是体积小、重量轻、价格便宜、适用面广，光散射法的缺点是光路易受被测粉尘污染，需要定期用洁净空气冲洗镜面，最低检出限低。光散射法的测量结果与灰尘的粒度、密度、形状、反射率、水分等因素有关，特别是粒度和颜色对测量结果影响明显。光散射法不适合低浓度的情况，因为当空气中的粉尘浓度较低时(浓度在30 mg/m³以下的情况)，在小区域体积内(当光束播距离较短)时，光的衰减对含尘空气粉尘浓度是不敏感的。在这种情况下的测量系统既要很灵敏，还要有很大的动态范围是非常困难的。

压电晶体法特点：将粉尘采集在石英谐振器的电极表面上，因电极上增加了粉尘质量，使其振荡频率发生变化，根据频率变化，可测出空气中粉尘的浓度。优点是成本低，缺点是精确度差，湿度对测量结果影响较大。

β射线法特点：当β射线通过介质时，粒子与介质中的电子相互碰撞损失能量而被吸收，它测量的是β射线通过物质时的衰减特性。后者与粉尘的成分、粒径、及其在滤膜上的分布状况是有一定关系的，通过与参比滤膜的对比，计算出一段时间内粉尘的浓度。β射线法是一种间接的测量方法，其原理简单，容易操作与维护。但最小仅可测量到小时均值，无法实现在线实时监测，且滤膜无法用于组分分析。同时，由于β射线无法分辨水滴与粉尘的区别，通常仪器工作的湿度条件只能小于95%，我国南方潮湿多雨的天气会严重影响测量结果。