[发明专利]一种颗粒物浓度检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种颗粒物浓度检测装置及检测方法。

背景技术

近年来，我国多地出现雾霾天气，给人们的日常工作生活带来不便，同时危害着人们的身体健康。而空气中微小颗粒物污染是导致灰霾天气的主要原因，同时对人体的健康也会造成影响。因此空气中颗粒物浓度是判断空气质量的重要标准之一。

目前，我国对颗粒物浓度的监测主要检测PM10和PM2.5，PM10为小于或者等于10μm颗粒物，PM2.5为小于或者等于2.5μm颗粒物。测定方法可分为手动监测法和自动监测法。自动监测法由于操作简单，便于实现，可以自动监测，成为监测站应用最为广泛的监测方法。其中β射线吸收法是被公认的标准方法。

β射线吸收原理：β射线是高速电子流，穿过一定厚度的物质后，射线部分被吸收，其强度随之衰减。强度衰减的多少只与被穿透物质的质量有关，而与该物质其他性质（如颗粒物的分散度、形状、颜色、光泽）无关。

由于我国的颗粒物系统性监测较发达国家起步晚，相关的检测技术和仪器设备较为滞后。而我国地域广阔，对监测仪器的需求较大。国外的监测设备虽然能够监测空气中的颗粒物浓度，但设备较为复杂且价格高昂，而国内的监测设备的检测结果准确性有限，难以满足要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、检测准确性、可靠性高的颗粒物浓度检测装置。

另一目的是提供一种使用所述颗粒物浓度检测装置对空气中的颗粒物进行检测的检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种颗粒物浓度检测装置，包括依次连接的空气颗粒物切割器、传感器组件和吸气泵。所述空气颗粒物切割器设置在待检测的空气环境中且其进口与空气连通。所述传感器组件包括用于检测颗粒物浓度的腔室、β射线放射源、β射线探测器和滤纸带。所述腔室的上部和下部依次形成进气口和出气口，所述进气口通过进气管与空气颗粒物切割器相连，所述出气口通过出气管与吸气泵相连。所述滤纸带平铺在所述腔室内并能将空气流经的通道封住，所述β射线放射源和β射线探测器分设在滤纸带的两侧。当吸气泵工作时，待检测的空气经所述进口进入空气颗粒物切割器中，空气颗粒物切割器将空气中的部分颗粒物分离出去，剩余的颗粒物随空气流动进入传感器组件的腔室中。空气在腔室中流通并穿过滤纸带后被吸气泵吸出，空气中剩余的颗粒物被滤纸带捕获并在滤纸带上形成积尘粉斑。所述β射线放射源能够发射出β射线，所述β射线探测器能够实时测量穿过滤纸带的β射线强度进而获得待检测空气的颗粒物质量浓度。

一种优选的，所述空气颗粒物切割器为PM10切割器，所述PM10切割器能够将大于10μm的颗粒物从空气中分离出来，小于等于10μm的颗粒物随空气从PM10切割器流出，所述传感器组件能够检测空气的PM10浓度。

另一种优选的，所述空气颗粒物切割器为PM2.5切割器，所述PM2.5切割器能够将大于2.5μm的颗粒物从空气中分离出来，小于等于2.5μm的颗粒物随空气从PM2.5切割器流出，所述传感器组件能够检测空气的PM2.5浓度。

进一步的，所述空气颗粒物切割器和传感器组件之间的气路中还设置有加热除湿器，所述加热除湿器能够对流经的空气进行加热并去除空气中的水气。

进一步的，所述传感器组件包括滤纸带夹紧密封机构，所述滤纸带夹紧密封机构包括上夹具和下夹具，所述腔室包括开设在上夹具内的上腔室和开设在下夹具内的下腔室，所述上夹具位于滤纸带的上方，所述进气口开设在上夹具上且与上腔室连通，所述上腔室在上夹具的下部形成下开口，所述下夹具位于滤纸带的下方，所述出气口开设在下夹具上且与下腔室连通，所述下腔室在下夹具的上部形成上开口，所述下夹具的上部具有能够托住滤纸带的上端平面，所述滤纸带平置在所述上端平面并将所述上开口封盖，所述下夹具能够上下移动，所述滤纸带夹紧密封机构具有夹紧和松开状态，当所述滤纸带夹紧密封机构处于夹紧状态时，所述下夹具向上移动并托住滤纸带向上移动使滤纸带抵在上夹具的下部，所述上夹具和下夹具将滤纸带夹紧，所述滤纸带将所述下开口和上开口同时封住，此时进入上腔室的空气穿过滤纸带才能进入下腔室并排出；当所述滤纸带夹紧密封机构处于松开状态时，所述下夹具向下移动并托住滤纸带向下移动使滤纸带被松开。

具体的，所述传感器组件还包括能够驱动下夹具上下移动的凸轮机构，所述凸轮机构包括与下夹具配合联动的凸轮，所述凸轮转动能够带动下夹具上下移动。