專利名稱：空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種光學(xué)儀器，具體涉及ー種空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器。
背景技術(shù)：
空氣中微小顆粒物污染是導(dǎo)致灰霾天氣的主要原因，而且特別是PM2.5(小于或者等于2. 5微米顆粒物)可吸入顆粒物會(huì)對(duì)人體的健康造成影響，主要對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害。且粒徑越小對(duì)人體的危害越大。空氣微小顆粒物的監(jiān)測(cè)對(duì)治理環(huán)境和保護(hù)人類健康意義重大。目前國(guó)內(nèi)測(cè)量空氣微小顆粒物的方法主要有(I)濾膜稱重法，這種方法原理簡(jiǎn) 單，阻塵率高，測(cè)量結(jié)果可靠，但需要人工稱重，操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量；(2) ^射線吸收法，該方法測(cè)量系統(tǒng)工作可靠，可間斷測(cè)量，也可自動(dòng)連續(xù)測(cè)量，但該方法存在安全隱患，要求現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員具有較高的素質(zhì)，系統(tǒng)還需要増加各種屏蔽措施，設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一般適用于有特殊測(cè)量要求的場(chǎng)合；(3)微量振蕩天平法，該方法通過配不同的切割器測(cè)量不同粒徑范圍的顆粒物，測(cè)量精度高，實(shí)時(shí)性好，對(duì)于PM2. 5，這種方法需精度更高的配套附件，且測(cè)量受溫度、濕度的影響較大；(4)光散射法，該方法測(cè)量速度快，重復(fù)性好，自動(dòng)化程度高，能夠在線連續(xù)測(cè)量。光散射法已普遍應(yīng)用于潔凈環(huán)境下塵埃粒子的監(jiān)測(cè)中，且技術(shù)比較成熟。利用光散射法監(jiān)測(cè)大氣中微小顆粒物與測(cè)量潔凈環(huán)境中塵埃粒子的原理是相通的，兩者的主要不同點(diǎn)在于潔凈環(huán)境下塵埃粒子的濃度往往不是很高(專用計(jì)數(shù)器一般監(jiān)測(cè)范圍在350000顆/立方米)，而大氣中可吸入顆粒物的濃度往往大于350000顆/立方米。由于大氣中被測(cè)可吸入顆粒物的濃度較大，在采用光散射法監(jiān)測(cè)時(shí)，顆粒物與顆粒物容易發(fā)生重疊，相互影響，導(dǎo)致采集到的信號(hào)的信噪比較低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種利用光散射來監(jiān)測(cè)空氣微小顆粒物微粒性質(zhì)的儀器，特別是對(duì)粒徑小于等于Ium的顆粒(PMl)、粒徑小于等于2. 5 ii m(PM2. 5)、粒徑小于等于IOilm(PMlO)的監(jiān)測(cè)，該儀器通過補(bǔ)充潔凈干燥的氣體來對(duì)待測(cè)空氣進(jìn)行稀釋，避免發(fā)生顆粒物重疊，以提高采集的信號(hào)的信噪比。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器，包括能夠輸入待測(cè)空氣的主氣路；與所述主氣路相連接能夠利用光散射原理來檢測(cè)所述待測(cè)空氣中微小顆粒物的微粒性質(zhì)的傳感器；設(shè)置在所述傳感器中能夠采集到反映所述待測(cè)空氣中微小顆粒物微粒性質(zhì)的光信號(hào)井能夠?qū)⒃摴庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的信號(hào)采集板；與所述信號(hào)采集板相電連接能夠獲得該信號(hào)采集板輸出的反映所述待測(cè)空氣中微小顆粒物微粒性質(zhì)的電信號(hào)的主控線路板；進(jìn)ロ與所述傳感器相連接能夠?qū)?jīng)該傳感器檢測(cè)完成后的空氣進(jìn)行過濾的濾紙過濾器，所述濾紙過濾器具有能夠更換的濾紙；進(jìn)ロ與所述濾紙過濾器的出ロ相連接能夠抽吸空氣的采樣泵；與所述采樣泵的出ロ相連接的排放管路；進(jìn)ロ與所述采樣泵的出口相連接能夠?qū)υ摬蓸颖幂敵龅目諝膺M(jìn)行過濾以得到潔凈干燥氣體的過濾干燥器；與所述主控線路板相電連接能夠檢測(cè)所述主氣路中待測(cè)空氣的溫度和濕度井能夠?qū)z測(cè)到的溫度和濕度信息輸出給所述主控線路板的溫濕度傳感器；均與所述主控線路板相電連接并均能夠根據(jù)所述溫濕度傳感器輸出的濕度信息受所述主控線路板控制開度的第一流量控制閥和第二流量控制閥，所述過濾干燥器的出口·通過所述第一流量控制閥與所述主氣路相連接，所述過濾干燥器的出口還與保護(hù)氣路的一端相連接，該保護(hù)氣路的另一端與所述傳感器相連接，所述第二流量控制閥設(shè)置在所述保護(hù)氣路或所述排放管路中。具體實(shí)施時(shí)，所述過濾干燥器包括進(jìn)ロ均與所述采樣泵的出口相連接的第一過濾干燥器単元和第二過濾干燥器単元，所述第一過濾干燥器単元的出口通過所述第一流量控制閥與所述主氣路相連接，所述第二過濾干燥器単元的出口與所述保護(hù)氣路的一端相連接。由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型能夠測(cè)量空氣中微小顆粒物的微粒性質(zhì)，如微小顆粒物的粒徑、質(zhì)量濃度和顆粒數(shù)濃度。在空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器中，通過在主氣路中通入潔凈的干燥氣體，對(duì)待測(cè)空氣進(jìn)行稀釋，避免了顆粒物由于重疊造成相互影響，提高了采集信號(hào)的信噪比，另外，向傳感器中通入潔凈干躁氣體，在待測(cè)氣體外圍形成一圈保護(hù)，保護(hù)傳感器中的光源等部件不被待測(cè)空氣污染。
附圖I為本實(shí)用新型的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。參見圖I所示，空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器，包括主氣路13、傳感器I、設(shè)置在傳感器I中的信號(hào)采集板2、濾紙過濾器3、采樣泵5、排放管路14、過濾干燥器、主控線路板8、第一流量控制閥6、第二流量控制閥11、保護(hù)氣路15、溫濕度傳感器12，主氣路13中用于輸入待測(cè)空氣，傳感器I與主氣路13相連接，傳感器I中的信號(hào)采集板2與主控線路板8相電連接，濾紙過濾器3的進(jìn)ロ與傳感器I相連接，濾紙過濾器3中具有能夠更換的濾紙4，濾紙過濾器3的出口與采樣泵5的進(jìn)ロ相連接，采樣泵5的出ロ連接有排放管路14，采樣泵5的出ロ還連接有過濾干燥器，本實(shí)施例中，該過濾干燥器包括進(jìn)ロ均與采樣泵5的出ロ相連接的第一過濾干燥器単元9和第二過濾干燥器単元10，第一過濾干燥器単元9的出ロ通過第一流量控制閥6與主氣路13相連接，第二過濾干燥器單元10的出口與保護(hù)氣路15的一端相連接，保護(hù)氣路15的另一端與傳感器I相連接，保護(hù)氣路15用于向傳感器I中輸入保護(hù)氣體，第二流量控制閥11設(shè)置在保護(hù)氣路15或排放管路14中。主氣路13中還連接有溫濕度傳感器12，溫濕度傳感器12與主控線路板8相電連接，溫濕度傳感器12能夠檢測(cè)主氣路13中待測(cè)空氣的溫度和濕度，并能夠?qū)z測(cè)到的溫度和濕度信息輸出給主控線路板8，第一流量控制閥6、第二流量控制閥11均與主控線路板8相電連接，主控線路板8能夠根據(jù)溫濕度傳感器12輸出的濕度信息來控制第一流量控制閥6和第二流量控制閥11的開度。該空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器在工作時(shí)，通過采樣泵5抽氣，使采樣氣體(即待測(cè)空氣)從主氣路13進(jìn)入傳感器I中，傳感器I能夠利用光散射原理來檢測(cè)待測(cè)空氣中微小顆粒物的微粒性質(zhì)，利用光散射原理來檢測(cè)待測(cè)空氣中微小顆粒物的微粒性質(zhì)為現(xiàn)有技木。傳感器I中的信號(hào)采集板2能夠采集到反映待測(cè)空氣中微小顆粒物微粒性質(zhì)的光信號(hào)，井能夠?qū)⒃摴庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出給主控線路板8，主控線路板8將接收的電信號(hào)進(jìn)行處理與分析，從而得到微小顆粒物的微粒性質(zhì),這里微小顆粒物的微粒性質(zhì)包括了微小顆粒物的粒徑、質(zhì)量濃度和粒子數(shù)濃度。從傳感器I出來的空氣通過濾紙過濾器3過濾，過濾后的空氣中 含有的微小顆粒物的粒徑為2. 5uM以下，濾紙過濾器3中的濾紙4能夠抽出，在對(duì)含有微小顆粒物的濾紙4進(jìn)行稱重、分析計(jì)算得到的結(jié)果，能夠用來驗(yàn)證主控線路板8中通過處理與分析得到的微小顆粒物的微粒性質(zhì)。本實(shí)施例中，通過主控線路板8分析得到的空氣微小顆粒物的微粒性質(zhì)中，質(zhì)量測(cè)量的檔位PM1、PM2. 5、PM10、TSP (待測(cè)空氣中所有微小顆粒物的總值)，質(zhì)量濃度范圍(Tl500ii g/m3 ;顆粒數(shù)測(cè)量的檔位0. 3iim、0. 5 u m Uum、3um ,5um、10 y m，顆粒數(shù)濃度范圍(T2xl06顆/し經(jīng)濾紙過濾器3過濾后的空氣通過采樣泵5送出，在圖I中，采樣泵5送出的空氣能夠進(jìn)入排放管路14中，通過排放管路14排放，排放的流量通過第二流量控制閥11調(diào)節(jié)，采樣泵5送出的空氣還能夠進(jìn)入第一過濾干燥器単元9和第二過濾干燥器単元10，第一過濾干燥器単元9和第二過濾干燥器単元10不僅能夠過濾掉空氣中的微小顆粒物，還能夠去除空氣中水分。空氣通過第二過濾干燥器単元10后會(huì)得到潔凈干燥的氣體，該潔凈干燥的氣體通過保護(hù)氣路15進(jìn)入傳感器I中，在傳感器I中的待測(cè)空氣的外圍形成一圈保護(hù)，保護(hù)傳感器I中的光源等部件不被待測(cè)空氣污染。空氣通過第一過濾干燥器単元9后得到的潔凈干燥氣體，經(jīng)第一流量控制閥6控制進(jìn)入主氣路13中，潔凈干燥氣體對(duì)主氣路13中的待測(cè)空氣進(jìn)行干燥的同吋，還稀釋了待測(cè)空氣，避免了待測(cè)空氣中顆粒物的重疊，提高了信號(hào)采集板采集的信號(hào)的信噪比。主氣路13中的溫濕度傳感器12在檢測(cè)到主氣路13中的氣體濕度較高時(shí)，主控線路板8控制第一流量控制閥6的閥門開度加大，會(huì)有更多的潔凈干燥氣體進(jìn)入主氣路13，干燥和稀釋待測(cè)空氣；反之，當(dāng)溫濕度傳感器12檢測(cè)到主氣路13中的氣體濕度較低時(shí)，主控線路板8控制第一流量控制閥6的閥門開度減小，減少進(jìn)入主氣路13的潔凈干燥氣體量。在圖I中，主控線路板8還會(huì)根據(jù)溫濕度傳感器12檢測(cè)到的濕度信息來控制第二流量控制閥11的閥門開度，這樣能起到調(diào)節(jié)主氣路13和保護(hù)氣路15中的潔凈干燥氣體量的作用。
權(quán)利要求1.一種空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器，其特征在干包括 能夠輸入待測(cè)空氣的主氣路； 與所述主氣路相連接能夠利用光散射原理來檢測(cè)所述待測(cè)空氣中微小顆粒物的微粒性質(zhì)的傳感器； 設(shè)置在所述傳感器中能夠采集到反映所述待測(cè)空氣中微小顆粒物微粒性質(zhì)的光信號(hào)井能夠?qū)⒃摴庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的信號(hào)采集板； 與所述信號(hào)采集板相電連接能夠獲得該信號(hào)采集板輸出的反映所述待測(cè)空氣中微小顆粒物微粒性質(zhì)的電信號(hào)的主控線路板； 進(jìn)ロ與所述傳感器相連接能夠?qū)?jīng)該傳感器檢測(cè)完成后的空氣進(jìn)行過濾的濾紙過濾器，所述濾紙過濾器具有能夠更換的濾紙； 進(jìn)ロ與所述濾紙過濾器的出ロ相連接能夠抽吸空氣的采樣泵； 與所述采樣泵的出ロ相連接的排放管路； 進(jìn)ロ與所述采樣泵的出口相連接能夠?qū)υ摬蓸颖幂敵龅目諝膺M(jìn)行過濾以得到潔凈干燥氣體的過濾干燥器； 與所述主控線路板相電連接能夠檢測(cè)所述主氣路中待測(cè)空氣的溫度和濕度井能夠?qū)z測(cè)到的溫度和濕度信息輸出給所述主控線路板的溫濕度傳感器； 均與所述主控線路板相電連接并均能夠根據(jù)所述溫濕度傳感器輸出的濕度信息受所述主控線路板控制開度的第一流量控制閥和第二流量控制閥，所述過濾干燥器的出口通過所述第一流量控制閥與所述主氣路相連接，所述過濾干燥器的出口還與保護(hù)氣路的一端相連接，該保護(hù)氣路的另一端與所述傳感器相連接，所述第二流量控制閥設(shè)置在所述保護(hù)氣路或所述排放管路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述過濾干燥器包括進(jìn)ロ均與所述采樣泵的出口相連接的第一過濾干燥器単元和第二過濾干燥器単元，所述第一過濾干燥器単元的出口通過所述第一流量控制閥與所述主氣路相連接，所述第二過濾干燥器単元的出口與所述保護(hù)氣路的一端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了空氣微小顆粒物監(jiān)測(cè)儀器，該儀器是對(duì)空氣中微小顆粒物的微粒性質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過主控線路板對(duì)獲得的待測(cè)空氣中微小顆粒物微粒性質(zhì)的電信號(hào)進(jìn)行處理與分析，從而判斷空氣中微小顆粒物的粒徑，進(jìn)而分析微小顆粒物的質(zhì)量濃度和顆粒數(shù)濃度。儀器測(cè)量時(shí)，通過在主氣路中通入潔凈的干燥氣體，對(duì)待測(cè)空氣進(jìn)行稀釋，避免了顆粒物由于重疊造成相互影響，提高了采集信號(hào)的信噪比，另外，向傳感器中通入潔凈干躁氣體，在待測(cè)氣體外圍形成一圈保護(hù)，保護(hù)傳感器中的光源等部件不被待測(cè)空氣污染。
文檔編號(hào)G01N1/38GK202661356SQ201220278328
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者劉嘉, 金惠琴, 陳建 申請(qǐng)人:蘇州蘇凈儀器自控設(shè)備有限公司