[实用新型]一种细颗粒物测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种细颗粒物测量装置。

背景技术

由于细微颗粒物对人体的健康产生很大的危害，尤其是小于2.5微米的颗粒，PM2.5因为体积比较小，具有很大的比表面积，因而容易吸附有毒物质，并且这些颗粒可以轻易的到达肺部深处，从而引起各种肺部疾病，为此国家发布了新修订的《环境空气质量》标准。新标准增加了PM2.5的浓度限值检测标准。因此亟需一个简单可靠的并且价格低廉的PM2.5实时测量设备。

测量PM2.5最经典的方法就是50年代实用新型的滤膜法，这种方法只需要一个PM2.5切割头、一台泵和膜架及其滤膜，采集24小时样品后，取下滤膜称重即可，必要时可以平行采集3个样品，经恒温恒湿后再称重。该可靠实用的方法于1975年写进了德国工业标准，用于校准各种测量仪器。这种方法的缺点是，气流长时间不断通过采样滤膜，滤膜上采集到的物质随着气流和温度的变化会造成挥发性和半挥发性物质损失。同时，一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜造成检测结果偏低；相反，气态物质也可能被滤膜吸附，造成结果偏高。并且该方法也不能实现PM2.5的实时监测。

石英微量震荡天平法是目前我国很多城市监测PM10最常用的方法，也可以用来确定PM2.5的浓度。该方法利用了石英晶体谐振器的压电特性，将石英晶振电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出电信号的频率变化。优点是定量关系明确，尤其是对小颗粒。缺点是目前的技术无法解决样品加热后挥发性和半挥发性物质的损失，导致测定结果被认为偏低；如果增加膜动态校准系统，则会因技术不成熟造成成本大幅度增高、操作复杂化，最关键的是仪器故障率大幅度升高，难以获得高质量数据。且石英微量震荡天平法对测量环境的要求很高，比如空气温度，湿度，压力，因此不适合南方潮湿地区和污染过于严重城市。

测量PM10或者PM2.5的另外一种比较常见的方法是β射线法。首先一定厚度的颗粒被收集在β源和盖革计数器之间的滤膜表面。当β射线通过时，其强度随着厚度的增加而逐渐衰弱。根据采样前后的盖革计数器的数值变化可以推算出滤膜上吸附的颗粒的质量。β射线法居于两个假设：一是仪器的采样滤膜条带均一；二是采集下来的粒子物理特性均一。上述两个假设往往并不成立，因此测定数据一般被认为偏高，这种检测方法在相对干净和干燥的地区故障率低，在潮湿高温区域故障率较高。并且该设备成本相对较高。

其次常用的方法还有激光散射法。该方法利用的是空气中颗粒可以光散射。通过测量散射光的强度可以间接的确定颗粒的浓度。利用激光散射法的测量受颗粒大小的影响。通过确定颗粒的数量浓度和大小可以计算出颗粒的质量浓度。通常激光散射法只对0.3微米以上的颗粒比较敏感，并且颗粒的密度也未知，从而导致PM2.5测量产生很大的误差。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种简单可靠，且价格低廉的PM2.5检测装置。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种细颗粒物测量装置，用于检测空气中的PM2.5的含量，包括用于收集空气样品的PM10收集器、用于分离所述空气样品中细颗粒物的PM2.5切割器、用于检测空气样品中细颗粒物含量的检测装置以及用于稳定气流的气泵，所述检测装置包括，

1#激光散射传感器，用于测定空气样品中细颗粒物散射强度；

2#激光散射传感器，用于测定空气样品中细颗粒物散射强度；

信号处理器，用于将所述细颗粒物散射强度转换为细颗粒物浓度；

所述1#激光散射传感器和2#激光散射传感器包括串联的空气通道、激光模块以及探测模块，

所述激光模块包括用于激光通过的激光通道和设于所述激光通道两端的用于发射激光的激光源和用于吸收激光的激光捕捉器；

所述探测模块包括用于激光散射的散射通道和设于所述散射通道两端的检测空气样品中细颗粒物散射强度的激光强度探测仪和用于吸收散射激光的激光捕捉器；

所述激光通道和散射通道分别与所述串联的空气通道设有已测量的交叉空间；

所述激光源入射光线和激光散射光线的交叉区域设于所述已测量的交叉空间内；

所述两个激光源的入射光线分别平行和垂直于激光散射截面；

所述PM10收集器的出口连接所述PM2.5切割器的进口；

所述PM2.5切割器的进口连接所述串联的空气通道的进口；

所述串联的空气通道的出口连接所述气泵；

所述激光强度探测仪均连接所述信号处理器。

所述激光源和交叉区域之间还设有用于聚焦的棱镜。