[实用新型]一种粒径及粒子浓度在线检测装置

说明书

本实用新型公开了一种粒径及粒子浓度在线检测装置，包括检测腔室和固定罩壳，该检测腔室上设置有粒子准直加速喷头和出气接头，粒子准直加速喷头的气体形成粒子气流束；固定罩壳内安装有光源和进光透镜组件，光源产生的总光束通过进光透镜组件产生两束检测光束分别与气体流动路线相交于第一位置和第二位置，检测腔室上设置有出光透镜组件和两个光电探测器，且两个光电探测器的光强检测量程不同，经粒子散射的散射光通过出光透镜组件后被两个光电探测器接收。该在线检测装置具有更宽的粒径量程，检测的结果更加准确。

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测粒子粒径以及粒子浓度的在线检测装置，同时还涉及一种在线检测方法。

背景技术

在大气中，污染物多是附着于气溶胶粒子的表面上的，气溶胶的粒径一般为0.001-100微米，人们发现，空气动力学直径在50微米以上范围的粒子由于重力原因无法进入人的呼吸道，10-50微米范围内的粒子只能进入鼻咽部，2.5-10微米范围内的粒子通常能进入支气管，2.5微米以下的粒子有80％能进入人体的肺泡中。

气体中粒子的粒径及浓度在线检测应用广泛，如：环境空气粒子物(PM10/PM2.5)的监测；工业洁净室内空气洁净度的测试。光散射粒子计数器作为这个方面的传统在线检测仪器，具有快速、灵敏度高、体积小、维护要求低的优点，其缺点也比较明显：所给出的粒径分布结果的准确性依赖于粒径—信号强度曲线的标定，受到粒子成分变化的影响较大(即需要对于各种粒子标定，用户有时难以接受)，更麻烦的是，即使只测单一材质的粒子，在0.5—5μm粒径区间有时也会发生多值性，即同一个信号强度可能对应于多个粒径，而光散射粒子计数器的原理是入射光经过粉尘粒子散射后检测散射光的强度，而是粉尘粒子的形状各异，并不一定是球形，因此，入射光照射在粉尘粒子上的照射面就不一样，同一散射光的信号强度所对应的只能说是照射面相同，但是照射面相同的情况下，粉尘粒子的形状不同，粒子的实际粒径就不同，但是检测的结果却是相同，因此，传统的光散射检测某些粒径区间的结果并不太准确。

而另外有一种基于单个粒子散射光信号分析的仪器(如TSI公司的3321型粒径谱仪)，通过测量粒子在气流中的流速来确定粒子的空气动力学直径，与一般的光散射粒子计数器相比，这种方法虽然需要标定粒子的空气动力学直径—粒子流速曲线，受粒子成分变化影响较小，且无多值性问题困扰。

但是，上述两种分析仪器的测量粒径量程都受到限制，一般单个光电探测器响应的动态范围不会超过4000：1，若粒子粒径小于0.1μm，则其散射光信号容易被周围分子的散射光信号淹没，故光散射粒子计数器的最小可测粒径一般为0.1—0.2μm。粒子的空气动力学直径测量仪器的粒径测量下限主要由粒子与气流的跟随性决定，一般量程在0.5μm-20μm。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种粒径及粒子浓度在线检测装置，该在线检测装置具有更宽的粒径量程，并且检测的结果也更加的准确。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种粒径及粒子浓度在线检测装置，包括检测腔室，该检测腔室上设置有与检测腔室内腔连通的粒子准直加速喷头和出气接头，该粒子准直加速喷头上设置有环形的零气通道和样气通道，该环形的零气通道包裹样气通道，零气通道流出的零气包裹样气通道流出的样气而形成粒子气流束；

所述检测腔室上安装有固定罩壳，该固定罩壳内安装有光源和进光透镜组件，所述光源产生的总光束通过进光透镜组件产生两束进光检测光束，两束进光检测光束均与粒子气流束相交，定义两束进光检测光束为第一检测光束和第二检测光束，第一检测光束与气体流动路线相交的位置为第一位置，第二检测光束与气体流动路线相交的位置为第二位置，第一位置处于第二位置的上游且两者相距一段距离，所述检测腔室上设置有出光透镜组件和两个用于检测散射光信号的光电探测器，且两个光电探测器的光强检测量程不同，经粒子散射的散射光通过出光透镜组件后被两个光电探测器接收。