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山東仁科測控技術有限公司

測量顆粒物PM2.5濃度的原理和方法有哪些?

時間:2020-6-3閱讀:1130
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6月2號,據生態環境部微博消息,生態環境部環境監測司司長柏仇勇介紹,據報告顯示,2019年全國337個地級及以上城市環境空氣PM2.5濃度為36微克/立方米,同比持平,其中,未達標城市PM2.5年均濃度為40微克/立方米,同比下降2.4%。

PM2.5是指環境空氣中空氣動力學直徑小于或等于2.5微米的固體顆粒物和液滴統稱。它粒徑小,富含大量的有毒、有害物質,比大氣顆粒物它在大氣中的停留時間更長、輸送距離更遠,對人體健康和大氣環境具有更嚴重的危害。

人的肉眼是看不見PM2.5顆粒物的,要想知道它在空氣中的濃度,我們需借助傳感器來實現。目前,測量顆粒物PM2.5濃度的原理和方法,主要有以下幾種:

(1)紅外法和濁度法:紅外由于光線強度不夠,只能用濁度法測量。所謂濁度法,就是一邊是發射光線,另一邊接收,空氣越渾濁光線損失掉的能量就越大,由此來判定目前的空氣濁度。實際上這種方法是不能夠準確測量PM2.5的,甚至光線的發射、接收部分一旦被靜電吸附的粉塵覆蓋,就會直接導致測量不準確。這種方法做出來的傳感器只能定性測量,因為數值會飄,不能定量測量。更何況這種方法也區分不出顆粒物的粒徑來,所以凡是用這種傳感器的性能都不會好。

(2)重量法:是分別通過一定切割特征的采樣器,以恒速抽取定量體積空氣,使環境空氣中的PM2.5和PM10被截留在已知質量的濾膜上,根據采樣前后濾膜的質量差和采樣體積,計算出PM2.5和PM10的濃度。須注意的是,計量顆粒物的單位ug/m3中分母的體積應該是標準狀況下(0℃、101.3kPa)的體積,對實測溫度、壓力下的體積均應換算成標準狀況下的體積。

(3)微量振蕩天平法:TEOM微量振蕩天平法是在質量傳感器內使用一個振蕩空心錐形管,在其振蕩端安裝可更換的濾膜,振蕩頻率取決于錐形管特征和其質量。當采樣氣流通過濾膜,其中的顆粒物沉積在濾膜上,濾膜的質量變化導致振蕩頻率的變化,通過振蕩頻率變化計算出沉積在濾膜上顆粒物的質量,再根據流量、現場環境溫度和氣壓計算出該時段顆粒物標志的質量濃度。

(3)Beta射線吸收法:Beta射線儀則是利用Beta射線衰減的原理,由PM10采樣頭、PM2.5切割器、樣品動態加熱系統、采樣泵和儀器主機組成。環境空氣由采樣泵吸入采樣管,經過濾膜后排出,顆粒物沉淀在濾膜上,當β射線通過沉積著顆粒物的濾膜時,Beta射線的能量衰減,通過對衰減量的測定便可計算出顆粒物的濃度。由于Beta射線檢測器的輸出信號能直接反應顆粒物的質量變化,儀器通過分析Beta射線檢測器的顆粒物質量數值,結合相同時段內采集的樣品體積,得出采樣時段的顆粒物濃度。配置有膜動態測量系統后,儀器能準確測量在這個過程中揮發掉的顆粒物,使報告數據得到有效補償,接近于直實值。

(5)激光散射測量法:激光散射技術是指用激光作光源,在入射光方向以外,借檢測散射光強度、頻移及其角度依賴等而得到粒子重量、尺寸、分布及聚集態結構等信息的方法的統稱,有著廣闊的用途。

泵吸式噪聲揚塵監測站RS-ZSYC3-8S-4G

建大仁科泵吸式噪聲揚塵監測站RS-ZSYC3-8S-4G就是一款采用激光散射測量法對顆粒物PM2.5、PM10和TSP等進行監測的設備。空氣被監測站內的動力泵由進氣口被吸進設備內部,先由除濕設備將空氣中的水分去除,之后顆粒物隨空氣動力流至空氣質量傳感器內,通過仁科的數據雙頻采集技術進行篩分,得出單位體積內等效粒徑的顆粒物粒子個數,并采用科學*的算法,計算出單位體積內等效粒徑的顆粒物PM2.5和PM10及TSP在空氣中的濃度,并通過GPRS/4G的通訊方式上傳至環境監控軟件云平臺,實現24小時全天候在線監測。

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