[实用新型]一种用于β射线法测量大气颗粒物浓度的信号处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境领域，尤其是β射线吸收法测定大气颗粒物浓度领域，具体为一种用于β射线法测量大气颗粒物浓度的信号处理系统。本实用新型可用于空气中颗粒物(TSP、PM10、PM5、PM2.5、PM1等)浓度的测量，能够有效降低天然放射性对β射线法测量大气颗粒物浓度的影响，提高测定的准确性，有效拓展β射线吸收法测量大气颗粒物浓度的应用环境。

背景技术

β射线吸收法作为一种较为常见的用于大气颗粒物质量浓度测量的方法，其基本原理如下：随着大气颗粒物在滤膜上沉积量的增加，β射线穿透滤膜的强度呈指数衰减，根据探测器探测β射线强度的变化，计算得到一定取样体积内大气颗粒物的质量。

将β射线吸收法测定大气颗粒物质量浓度的过程简述如下：

(1)首先透过一层空白的滤膜，通过探测器测量β射线强度，将测量值记为I₀；

(2)然后从环境中抽取气体，气体中的大气颗粒物沉积在滤膜上；

(3)β射线通过沉积有大气颗粒物的滤膜后，β射线强度被再一次被测量，将测量值记为I₁；

(4)采用如下公式计算大气颗粒物的浓度：

该式中，m——沉积颗粒物的质量；μ——射线吸收系数；I₀——射线透过空白滤膜的计数；I₁——射线透过取样滤膜的计数；S——滤膜的取样面积。

以该β射线吸收法测量大气颗粒物浓度为基础，国内外相关大气颗粒物质量浓度自动测量的仪器大多都未考虑所抽取的大气颗粒物本身就存在一定的放射性，即环境的天然放射性。同时，随着颗粒物取样的增加，颗粒物的天然放射性所带来的计数对I₁的影响也增大。基于大气颗粒物的天然放射性影响，探测器探测的计数I₁实际上是β放射源的射线强度与天然放射性本底强度之和。因此，大气颗粒物天然放射性将导致大气颗粒物浓度测量结果的不准确。尤其是在天然放射性本底较高的地区，采用β射线法仪器进行大气颗粒物质量浓度测量时，所导致的相应测量结果的误差更大。

因此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对目前现有β射线吸收法测量大气颗粒物浓度的仪器受大气颗粒物天然放射性，导致测量结果不准确，尤其是在天然放射性本底较高的地区，测量结果误差较大的问题，提供一种用于β射线法测量大气颗粒物浓度的信号处理系统。本实用新型能将能量高的射线排除掉，显著提高射线探测强度中有效射线强度的占比，最终达到提高大气颗粒物质量测量的准确度，降低环境天然放射性对测量结果影响的目的。本实用新型可用于空气中颗粒物(TSP、PM10、PM5、PM2.5、PM1等)浓度的β射线法测量，降低天然环境放射性影响的方法，提高测量的准确性，同时能拓展β射线吸收法测量大气颗粒物浓度的应用环境，具有较好的应用前景。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于β射线法测量大气颗粒物浓度的信号处理系统，包括精准阀值产生模块、上阀值比较器、下阀值比较器、脉冲整形模块、计数模块；所述上阀值比较器的输入端分别与探测器脉冲信号、精准阀值产生模块相连，所述下阀值比较器的输入端分别与探测器脉冲信号、精准阀值产生模块相连，所述脉冲整形模块的输入端同时与上阀值比较器的输出端、下阀值比较器的输出端相连，所述脉冲整形模块的输出端与计数模块相连。

所述精准阀值产生模块，分别与上阀值比较器、下阀值比较器相连，用于为上阀值比较器提供上阀值信号、为下阀值比较器提供下阀值信号。

所述上阀值比较器，用于接收探测器脉冲信号、精准阀值产生模块的上阀值信号，然后将接收探测器脉冲信号与上阀值信号进行比较，并将比较后的信号输送至脉冲整形模块。

所述下阀值比较器，用于接收探测器脉冲信号、精准阀值产生模块的下阀值信号，然后将接收探测器脉冲信号与下阀值信号进行比较，并将比较后的信号输送至脉冲整形模块。

所述脉冲整形模块同时接收上阀值比较器比较后的信号、下阀值比较器比较后的信号，并甄别出上阀值信号与下阀值信号之间的脉冲，再将甄别出的脉冲输送至计数模块。

所述计数模块用于测定β射线的强度。