[发明专利]震荡天平法大气颗粒物质量浓度监测的准恒重秤量装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试分析技术领域，特别是在大气颗粒物质量浓度监测中，采用震荡天平法进行的准恒重秤量装置和方法。

背景技术

目前，为了应对、解决因为工业生产和人居生活方式所造成的环境污染问题，尤其是危害严重的灰霾问题，需要对大气颗粒物质量浓度进行连续、精确、广泛的监测；因而在遍布各地、数量巨大、体系复杂的环境空气自动监测站点，都把大气颗粒物质量浓度作为主要的监测项目。

与气体成分分析不同，大气颗粒物质量浓度等于被采集样品中所有非气态、非液态物质的总质量与样品标准状态体积之比。进行大气颗粒物质量浓度监测的标准方法是重量法，用能够截获颗粒物的滤膜，采样前在恒温(干燥)天平室经过放置达到恒重后秤得其初始质量，采样过程准确测控采样流量与时间——累计记录采样标准状态体积，采样后回到恒温(干燥)天平室经过放置达到恒重后秤得其截获质量，以初始质量、截获质量、采样标准状态体积计算出颗粒物浓度的监测结果。

上述颗粒物浓度监测的标准重量法，具有在恒温(干燥)天平室放置达到恒重后秤量的操作流程；在采样过程被截获在滤膜上的可蒸发物质——如颗粒物附着的水分，在恒重过程中被(晾干)去除，其计算所得监测结果实际上是“干”颗粒物浓度。因此，能够使雨雾、潮热天气采样监测结果与晴朗天气等效——即不会受到采样时大气相对湿度水平的影响。

现有的震荡天平法大气颗粒物质量浓度自动监测仪器，用石英震荡元件作为质量传感器，制作成秤量被测样品气流通过颗粒物滤膜的质量分析天平，即所称震荡天平。能够秤量出滤膜在很短时间间隔内的微小质量累积数据，并依据同一时间间隔内的被测样品气流流量累计，计算出相应的颗粒物浓度；典型定量方程式如下：

f=K0/M---(1)]]>

式中：f——震荡天平震荡频率(Hz)，M——载荷质量(g)，K₀——弹性载荷比率。由已知质量用作标准砝码的滤膜，在过滤去除其中颗粒物而保持流量等动力学、热力学指标相同的，有输送零气气流通过的条件下，进行震荡天平计量传递与检验，即可计算、确定K₀的数值。

dM=K0×(1f12-1f02)---(2)]]>

式中：dM——累积载荷质量(g)，K₀——弹性载荷比率，f₁——累积结束震荡天平频率(Hz)，f₀——累积开始震荡天平频率(Hz)。

C=dMV=dMFt---(3)]]>