专利名称：一种双通道大气颗粒物自动监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大气颗粒物自动监测装置，尤其是指一种能同时监测PM2.5和PM10的连续在线监测装置，属于大气自动监测设备技术领域。
背景技术：
大气颗粒物是分散在大气中固态或液态颗粒状物质的总称。粒径为O. Ο μπι 100 μ m的大气颗粒物， 统称为总悬浮颗粒物TSP。而PMltl和PM2.5分别指空气动力学直径小于或等于10 μ m和2. 5 μ m的大气颗粒物。PMltl也称为可吸入颗粒物，世界卫生组织(WHO)则称为之可进入胸部的颗粒物；PM2.5能够进入人体肺泡，被称为可入肺颗粒物。PMltl在环境空气中持续的时间很长，对人体健康和大气能见度影响都很大，被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。PM2.5相对于PMltl来说，更容易长时间悬浮在空中，PMltl可进入人的鼻腔及气管，而PM2.5除了能进入肺部，还能进入肺泡甚至血液。引起肺部和全身炎症，增加动脉硬化、血脂升高的风险，导致心律不齐、血压升高等。而且PM2.5的�：κ嵌嘀氐模嵝纬苫姻玻档湍芗龋够嵊跋焐肪常⑼ü毒嗬胧渌停斐汕蛐曰蛉蛐曰肪澄侍猓踔劣跋炱虮浠琍Mltl和PM2.5已经成为环境空气质量监测的必测参数。目前空气颗粒物的自动监测方法有β射线吸收法，微量振荡天平法，光散射法。β射线吸收法主要是通过测量射线经过附有颗粒物的滤纸的损耗来计算颗粒物的质量浓度；微量振荡天平法是通过测量振荡频率的变化计算出沉积在滤膜上颗粒物质量的一种方法；光散射法主要是利用颗粒物对光的散射直接实现气溶胶光学粒径的测量，是一种非接触、在线式测量方法。目前市场上大多数自动监测仪器均为单通道颗粒物监测仪，只能实现PMltl或PM2.5一个参数的测量，测两个参数需要两台仪器，占用面积大，成本高，维护量大，使用不方便。美国Thermo Scientific公司生产的微量振荡天平法(TEOM)的140 双通道颗粒物监测仪可以同时监测PM2.5和PMltl，但其测量系统要求在50°C恒温下工作，样气中部分挥发性有机物容易挥发，从而测出的数据偏低，此外，在湿度较大的雨天容易出负值。且其维护量大，成本高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有双通道颗粒物监测仪存在的缺陷，提供一种结构简单、维护成本低、能同时测量大气环境中PMltl和PM2.5浓度的双通道大气颗粒物自动监测装置。解决上述技术问题的技术方案是一种双通道颗粒物自动监测装置，它的构成中包括颗粒物分离取样模块和双通道尘样检测�？椋渲锌帕Ｎ锓掷肴⊙？橛蒔Mltl切割器、除水瓶、虚拟撞击式切割器、采样管组成，PM10切割器与除水瓶相连接，PMltl切割器的下端与虚拟撞击式切割器连接，并用O型圈密封，虚拟撞击式切割器分别与两个采样管相连，采样管下端连接管道适配器，管道适配器与双通道尘样检测�？榈牧礁鲅废嗔樱凰ǖ莱狙觳饽？橛闪礁黾觳馔ǖ馈⒁惶趼酥酱奥酥酱闹С沤峁埂⒓觳馄教ㄗ槌桑扛黾觳馔ǖ腊ㄒ桓鲅�、一个检测器和一个放射源，两个检测通道的样气通路分别与颗粒物分离取样�？椴裳芟露说墓艿朗逝淦飨嗔樱酥酱肓礁鲅废啻怪保酥酱闹胁看┰诹礁黾觳馄骱土礁龇派湓粗�。
上述双通道颗粒物自动监测装置，它的构成中还有双路恒流控制�？椋泛懔骺刂颇？橛闪礁隽髁靠刂频ピ虸个采样泵组成，每个流量控制单元包括一个流量传感器、一个精密过滤器、一个比例调节阀、一个温度传感器、一个压力传感器、一个湿度传感器，双通道尘样检测�？榈牧礁鲅烦隹谕ü苈酚刖芄似髁樱霉苈飞习沧坝醒沽Υ衅�、温度传感器、湿度传感器，精密过滤器再通过管路与调节阀相连接，质量流量传感器安装在该管路中，调节阀与采样泵相连接。上述双通道颗粒物自动监测装置，它的构成中还有样气湿度控制模块，样气湿度控制�？橛刹裳芗尤瓤�、保温套、样气湿度调控器组成，采样管加热块及其保温套覆盖安装在颗粒物分离取样�？橄虏康牟裳芡馕В鹊骺仄鞯南呗酚胍瞧髦骰嗔�。上述双通道颗粒物自动监测装置，所述放射源为14C (碳14)源，检测器为盖革管计数器，或同等作用的正比例计数器，或配套使用的闪烁体和光电倍增管。上述双通道颗粒物自动监测装置，所述滤纸带为玻璃纤维滤带，两端分别缠绕在收带轮和供带轮上，玻璃纤维滤带的中部穿在检测器和放射源之间，玻璃纤维滤带两面由压紧机构压紧。本实用新型的有益之处是本实用新型的颗粒物分离取样�？榘裀Mltl分为粗颗粒PM2.5_1(i和细颗粒PM2.5两路，双通道尘样检测�？榈牧礁黾觳馔ǖ揽梢酝狈直鸺嗖釶M2.5和PMltl浓度，双路恒流控制�？榈牧礁隽髁靠刂频ピ梢员Ｖた帕Ｎ锓掷肴⊙？榱铰返牧髁糠直鹞榷ㄔ贗. 67L/min和 15.03L/min。本实用新型的这种双通道颗粒物自动监测装置可以完成野外无人值守的大气颗粒物自动监测任务，可实现PMltl和PM2.5颗粒物浓度的同时测量，实现连续、在线、实时、自动监测，具有结构简单、运行周期长、维护方便、监测数据快速准确、可以与中心控制站进行实时传输和控制的显著优点，有较高的经济效益和社会效益。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的双通道尘样检测�？榈慕峁故疽馔�。图中标号如下颗粒物分离取样�？镮、双通道尘样检测�？�2、双路恒流控制模块3、样气湿度控制�？�4、放射源5、检测器6、上气道座7、滤纸带8、下气道座9、供带轮10、收带轮11。
具体实施方式
[0022]本实用新型所采用的原理为β射线吸收原理。本实用新型由颗粒物分离取样�？镮、双通道尘样检测�？�2、双路恒流控制�？�3、样气湿度控制�？�4组成。图中显示，颗粒物分离取样�？镮由PMltl切割器、与PMltl切割器相连的除水瓶、虚拟撞击式切割器、采样管组成。PMltl切割器的下端与虚拟撞击式切割器采用直插式硬连接方式连接，并用O型圈密封，防止漏气。虚拟撞击式切割器把PMltl分为粗颗粒ΡΜ2.5_1(ι和细颗粒PM2.5两路，分别与两个采样管相连，采 样管下端连接管道适配器，管道适配器与双通道尘样检测�？�2的两个样气通路相连接。图中显示，样气湿度控制�？�4由采样管加热块、保温套、样气湿度调控器组成。采样管加热块及其保温套覆盖安装在颗粒物分离取样�？镮下部的采样管外围，样气湿度调控器的线路与仪器主机相连接，控制样气的湿度，减少湿度对测量结果的影响。图中显示，双通道尘样检测模块2由两个检测通道、一条滤纸带8及滤纸带的支撑结构、检测平台组成，每个检测通道包括一个样气通路、一个检测器6和一个放射源5，两个检测通道的样气通路分别与颗粒物分离取样�？镮采样管下端的管道适配器相连接，滤纸带8与两个样气通路相垂直，滤纸带8的中部穿在两个检测器6和两个放射源5之间。放射源5采用14C (碳14)源，检测器6采用闪烁体和光电倍增管，14C (碳14)源发出射线，经过滤纸带8，信号衰减，被闪烁体转换成电信号，由光电倍增管检测。滤纸带8的两端分别缠绕在收带轮11和供带轮10上，滤纸带8的中部穿在检测器6和放射源5之间，上气道座7和下气道座9之间的支撑压紧机构压紧滤纸带8，防止滤纸带8滑移。图中显示，双路恒流控制�？�3由两个流量控制单元和I个采样泵组成。每个流量控制单元包括一个流量传感器、一个精密过滤器、一个比例调节阀、一个温度传感器、一个压力传感器、一个湿度传感器。双通道尘样检测�？�2的两个样气通路出口通过管路与精密过滤器连接，该管路上安装有压力传感器、温度传感器、湿度传感器，精密过滤器再通过管路与调节阀相连接，质量流量传感器安装在该管路中，调节阀与采样泵相连接。双路恒流控制�？�3的作用是通过仪器的控制系统控制仪器入口处流量持续、恒定的抽取大气样品，在采样泵和恒流部分的作用下，保持仪器入口处流量为16. 7L/m3时，采样管两路的流量分别为I. 67L/min和15. 03L/min。
权利要求1.一种双通道颗粒物自动监测装置，其特征在于它的构成中包括颗粒物分离取样�？�(I)和双通道尘样检测�？�(2)，其中 颗粒物分离取样�？�(I)由PMltl切割器、除水瓶、虚拟撞击式切割器、采样管组成，PM10切割器与除水瓶相连接，PMltl切割器的下端与虚拟撞击式切割器连接，并用O型圈密封，虚拟撞击式切割器分别与两个采样管相连，采样管下端连接管道适配器，管道适配器与双通道尘样检测�？�(2)的两个样气通路相连接； 双通道尘样检测�？�(2)由两个检测通道、一条滤纸带(8)及滤纸带支撑结构、检测平台组成，每个检测通道包括一个样气通路、一个检测器(6)和一个放射源(5)，两个检测通道的样气通路分别与颗粒物分离取样�？�(I)采样管下端的管道适配器相连接，滤纸带(8)与两个样气通路相垂直，滤纸带(8)的中部穿在两个检测器(6)和两个放射源(5)之间。
2.根据权利要求I所述的双通道颗粒物自动监测装置，其特征在于它的构成中还有双路恒流控制�？�(3)，双路恒流控制�？�(3)由两个流量控制单元和I个采样泵组成，每个流量控制单元包括一个流量传感器、一个精密过滤器、一个比例调节阀、一个温度传感器、一个压力传感器、一个湿度传感器，双通道尘样检测�？�(2)的两个样气通路出口通过管路与精密过滤器连接，该管路上安装有压力传感器、温度传感器、湿度传感器，精密过滤器再通过管路与调节阀相连接，质量流量传感器安装在该管路中，调节阀与采样泵相连接。
3.根据权利要求2所述的双通道颗粒物自动监测装置，其特征在于它的构成中还有样气湿度控制�？�(4)，样气湿度控制�？�(4)由采样管加热块、保温套、样气湿度调控器组成，采样管加热块及其保温套覆盖安装在颗粒物分离取样模块(I)下部的采样管外围，样气湿度调控器的线路与仪器主机相连接。
4.根据权利要求3所述的双通道颗粒物自动监测装置，其特征在于所述放射源(5)为14C (碳14)源，检测器(6)为盖革管计数器或同等作用的正比例计数器或配套使用的闪烁体和光电倍增管。
5.根据权利要求4所述的双通道颗粒物自动监测装置，其特征在于所述滤纸带(8)为玻璃纤维滤带，两端分别缠绕在收带轮(11)和供带轮(10)上，玻璃纤维滤带的中部穿在检测器(6)和放射源(5)之间，玻璃纤维滤带两面由压紧机构压紧。
专利摘要一种双通道颗粒物自动监测装置，属于大气监测设备技术领域，用于同时监测大气中的PM2.5和PM10浓度，其技术方案是它的颗粒物分离取样�？榈那懈钇饔肓铰凡裳芟嗔樱铰凡裳苡胨ǖ莱狙觳饽？榈牧铰芳觳馔ǖ老嗔樱酥酱┰诩觳馄骱头派湓粗洌泛懔骺刂颇？榈亩喔龃衅骱偷鹘诜Я釉谒ǖ莱狙觳饽？榈某銎芎蟛康墓苈飞希鹘诜в氩裳孟嗔�。本实用新型可以完成大气颗粒物自动监测任务，可实现PM10和PM2.5颗粒物浓度的同时测量，实现连续、在线、实时、自动监测，具有结构简单、运行周期长、维护方便、监测数据快速准确、可以与中心控制站进行实时传输和控制的显著优点，有较高的经济效益和社会效益。
文档编号G01N35/00GK202794199SQ201220459179
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者王春迎, 王强, 孟乃立, 高春香, 林子厚, 冯战榜 申请人:河北先河环�？萍脊煞萦邢薰�
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