基于光散射的顆粒物濃度檢測設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于顆粒物濃度檢測領域，尤其涉及一種基于光散射的顆粒物濃度檢測設 備。
【背景技術】
[0002] 近幾個月來，北京、上海等各大城市遭受了嚴重的霧靈污染。PM2. 5和PM10是灰 靈天氣的主要構成部分，但不完全等同于灰靈。灰靈天氣導致能見度降低，極易發生交通事 故。PM2. 5是指由固體粒子和液態粒子混合組成的粒徑小于2. 5ym的細粒子，也稱之為細 顆粒物或可入肺顆粒物，其直徑大小不足人類一根頭發粗細的1/20,容易在大氣中長時間 息浮并可遠距離漂浮。
[0003] 超微小粒子PM2. 5不僅造成了嚴重的灰靈，加劇空氣污染，還容易引起氣喘、呼吸 道疾病等現象，嚴重危害人體健康，同時可能含有致癌性。現行的PM2. 5國際通用監測方法 有兩種：目射線法和雙通道振蕩天平法。該兩種方法的基本原理類似。但是該兩種方法所 運用的儀器都十分巨大，不適合民用小型化。對于普通市民來說，他們才是PM2. 5的最直接 受害者，因此了解每天的PM2. 5的數值是有必要的。若是居民知道了該一數據，就能在出口 前或者在居家時做好防護工作，通過比如減少室外運動，在戶外時戴上口罩等防護用具等 方法盡可能減少PM2. 5對人體的危害。
[0004] 另外，PM2. 5對于地形及地域的特征會有較大的濃度差異，目前常見的測量法無法 規避該個問題，個別地區測量值的參考價值其實并不高。
【發明內容】
[0005] 基于此，針對上述技術問題，提供一種基于光散射的顆粒物濃度檢測設備。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：
[0007] -種基于光散射的顆粒物濃度檢測設備，包括顆粒物采樣切割器、散射光強度檢 測儀、電路板W及顯示裝置，所述顆粒物采樣切割器與所述散射光強度檢測儀連接，該顆粒 物采樣切割器的切割粒徑為2. 5 + 0. 2ym，捕集效率的幾何標準差為1. 2 + 0. 1ym，所述電 路板上具有數據處理模塊W及質量濃度轉換系數外部設置接口，所述數據處理模塊與所述 散射光強度檢測儀連接，所述質量濃度轉換系數外部設置接口與所述數據處理模塊連接， 所述顯示裝置與所述數據處理模塊連接。
[0008] 所述電路板上還設有通訊專用接口，所述通訊專用接口與所述數據處理模塊連 接。
[0009] 所述電路板上還設有電源模塊。
[0010] 所述質量濃度轉換系數外部設置接口為用于連接電腦的網線接口。
[0011] 本發明裝置體積小、噪聲低、采樣空氣基本無損耗、無放射性物質(相對于目射線 法)，可W運用于眾多環境中，不限場地，能夠實現某一地區PM2. 5值的實時連續監測，不僅 方便了百姓及時掌握某一時刻的PM2. 5濃度值，還將對空氣質量PM2. 5指標的實時監測、某 地區空氣污染程度的評估提供極大的便利，為積極治理PM2. 5污染提供有利條件。
【附圖說明】
[0012] 下面結合附圖和【具體實施方式】本發明進行詳細說明：
[0013] 圖1為本發明的結構示意圖；
[0014] 圖2為本發明的實驗擬合線形圖一；
[0015] 圖3為本發明的實驗擬合線形圖二。
【具體實施方式】
[0016] 如圖1所示，一種基于光散射的顆粒物濃度檢測設備，包括顆粒物采樣切割器 110、散射光強度檢測儀120、電路板130W及顯示裝置140。
[0017] 顆粒物采樣切割器110的切割粒徑為2. 5 + 0.2ym，捕集效率的幾何標準差為 1. 2 + 0. 1ym，用于將采樣大氣中的PM2. 5的顆粒物與較大顆粒物分離。該顆粒物采樣切割 器110與散射光強度檢測儀120連接，采樣完成后，由散射光強度檢測儀120進行散射光強 度的檢測。
[0018] 電路板130上具有數據處理模塊131、質量濃度轉換系數外部設置接口 132、通訊 專用接口 133W及電源板塊134。
[0019] 數據處理模塊131與散射光強度檢測儀120連接，質量濃度轉換系數外部設置接 口132、通訊專用接口133W及電源模塊134均與所述數據處理模塊連接。
[0020] 質量濃度轉換系數外部設置接口 132用于從外部設置質量濃度轉換系數。
[0021] 具體地，質量濃度轉換系數外部設置接口 132為用于連接電腦2的網線接口，通過 電腦2預先向數據處理模塊131設置質量濃度轉換系數。
[0022] 顯示裝置140與數據處理模塊131連接，用于顯示檢測結果。
[0023] 可W理解的是，檢測結果也可在電腦2上顯示。
[0024] 本發明的原理：
[0025] 本發明采用光散射法來檢測顆粒物的質量濃度。
[0026] 光散射法是通過測量顆粒物受光照射后所發出的散用射光信號的大小來測量顆 粒物的質量濃度。該方法是利用Mie散射理論及顆粒物的各參量來反演顆粒物質量濃度 的。光通過顆粒物質時，對于數量級與使用光波長相等或較大的顆粒，光散射是光能衰減的 主要形式。它的原理是顆粒物質量濃度與光度計接收到的散射光通量成線性關系。
[0027] 根據Mie散射理論，散射光強度與顆粒物粒徑、入射光波長相關。即在溫度和濕度 較穩定的潔凈環境下，當光照射在空氣中息浮的顆粒物上時，產生散射光。在顆粒物性質一 定的條件下，顆粒物的散射光強度與其質量濃度成正比。通過測量散射光強度，應用質量濃 度轉換系數K值，可求得顆粒物質量濃度。
[0028] 上述質量濃度轉換系數K值可預先通過電腦2進行設置。
[0029] 檢測時，首先顆粒物采樣切割器110對大氣進行采樣，并對較大顆粒物進行分離， 然后由散射光強度檢測儀120進行散射光強度的檢測，獲得散射光的強度，之后由數據處 理模塊131根據預設的質量濃度轉換系數K將散射光的強度轉換為顆粒物質量濃度。
[0030] 本發明裝置體積小、噪聲低、采樣空氣基本無損耗、無放射性物質(相對于目射線 法)，可W運用于眾多環境中，不限場地，能夠實現某一地區PM2. 5值的實時連續監測，不僅 方便了百姓及時掌握某一時刻的PM2. 5濃度值，還將對空氣質量PM2. 5指標的實時監測、某 地區空氣污染程度的評估提供極大的便利，為積極治理PM2. 5污染提供有利條件。
[0031] W下通過實驗來驗證本發明的可靠性。
[0032] 實驗選擇上海楊浦平涼地區某小區作為實驗地點，將本發明裝置置于走樓通風良 好的陽臺，于2013年10月4日10:00-16:00和2013年11月17日10:00-11:00分別進行 了實驗。
[0033] 表1為2013年10月4日10:00-16:00時段PM2. 5濃度對比，每隔一小時記錄一 次數據。
[0034]
【主權項】
1. 一種基于光散射的顆粒物濃度檢測設備，其特征在于，包括顆粒物采樣切割器、 散射光強度檢測儀以及電路板顯示裝置，所述顆粒物采樣切割器與所述散射光強度檢 測儀連接，該顆粒物采樣切割器的切割粒徑為2. 5±0. 2 ym，捕集效率的幾何標準差為 I. 2±0.1 y m，所述電路板上具有數據處理模塊以及質量濃度轉換系數外部設置接口，所述 數據處理模塊與所述散射光強度檢測儀連接，所述質量濃度轉換系數外部設置接口與所述 數據處理模塊連接，所述顯示裝置與所述數據處理模塊連接。
2. 根據權利要求1所述的一種基于光散射的顆粒物濃度檢測設備，其特征在于，所述 電路板上還設有通訊專用接口，所述通訊專用接口與所述數據處理模塊連接。
3. 根據權利要求1或2所述的一種基于光散射的顆粒物濃度檢測設備，其特征在于，所 述電路板上還設有電源模塊，所述電源模塊與所述數據處理模塊連接。
4. 根據權利要求3所述的一種基于光散射的顆粒物濃度檢測設備，其特征在于，所述 質量濃度轉換系數外部設置接口為用于連接電腦的網線接口。
【專利摘要】一種基于光散射的顆粒物濃度檢測設備，包括顆粒物采樣切割器、散射光強度檢測儀以及電路板顯示裝置，顆粒物采樣切割器與所述散射光強度檢測儀連接，該顆粒物采樣切割器的切割粒徑為2.5±0.2μm，捕集效率的幾何標準差為1.2±0.1μm，電路板上具有數據處理模塊以及質量濃度轉換系數外部設置接口，數據處理模塊與散射光強度檢測儀連接，質量濃度轉換系數外部設置接口與數據處理模塊連接，顯示裝置與數據處理模塊連接。本發明裝置不僅方便了百姓及時掌握某一時刻的PM2.5濃度值，還將對空氣質量PM2.5指標的實時監測、某地區空氣污染程度的評估提供極大的便利，為積極治理PM2.5污染提供有利條件。
【IPC分類】G01N15-06, G01N21-49
【公開號】CN104865173
【申請號】CN201410061150
【發明人】高俊, 王思玥, 付歐麗, 楊怡, 龍凌
【申請人】上海市七寶中學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年2月21日