大气悬浮颗粒物质量浓度测定仪的制作方法
【专利摘要】本大气悬浮颗粒物质量浓度测定仪是依据国家环境保护HJ618-2011标准，适用于检测空气环境PM10以下含PM2.5的颗粒物的质量浓度。现有石英、混合纤维素等有机滤膜很难99％将PM2.5细颗粒阻截在滤膜上。现有电子振荡天平法受粉尘堆积过厚影响振频，滤膜计重法操作烦琐和标定精度难。面对环境空气PM10以下尤其PM2.5细颗粒物的气溶胶性质。本发明选择适宜微克级的镍-63低能量短射程的β源，其电子负荷时正好充分发挥电离吸收能量的原理，因粉尘物质的原子核电子是固定的。此法与手工滤膜计重法校准，可达到高精度要求。
【专利说明】大气悬浮颗粒物质量浓度测定仪
【技术领域】:
[0001 ] 本发明依据国家环境保护HJ618-2011、HJ/93、HJ/T194-2005标准。结合国家同位素管理规范中镍-63低能β源特性，又是非严格管理的辖免产品。特别是适用于大气悬浮颗粒物的质量浓度的测定，即环境空气PMlO含ΡΜ2.5以下微小粒径尘埃质量浓度的测定。
【背景技术】:
[0002]国内外历来对烟尘和悬浮尘的质量浓度是滤膜计重法，其设备复杂笨重、操作烦琐、滞后工况、精度不高。尤其对ΡΜ2.5以下是值得探讨，众知我国清朝前水烟袋的烟雾经水过滤后吸入肺，可见一般滤料很难阻甾住ΡΜ2.5以下，特指以0.1 μ为单位的被测颗粒，就是新的石英滤膜、混合纤维素等有机滤膜，也难确保99%被阻截在滤膜上。此外，有β射线代替天平照射采尘前后的滤膜计算出粉尘浓度，仍存在精度不高和操作麻烦。还有，电子振荡天平法即粉尘堆积天平表面不均影响实际振荡频率，及存在与滤膜计重法如何标定精度等问题。
【发明内容】
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[0003]本发明目的在于舍去原检测烟尘浓度用的高能量射程长的钷-147测厚度的β源，及其复杂仪器结构。因为，环境空气中是悬浮颗粒物其特性粒径小重量轻基于气溶胶性质，必须选择适宜应用PMlO以下和微克级的β同位素源的能量，并且携带起来也比以前更安全便捷。
[0004]为实现上述目的，依据同位素镍-63低能和射程短的β源，当通过悬浮颗粒物PMlO以下时正好充分发挥电离吸收能量的原理，则采用β源同高压电为一极与收集极形成两极对称，收集极则应由两保护环片支持消除地电子干扰。由于原理上颗粒物的原子核电子的电离吸收量是固定的，所以仪器可以达到更高精度要求。在与滤膜计重的粉尘量进行反复比量校准后，即可精准无误。还有，为了增强β射线的方向推动力和提高取样极效率，将两对称极板的两端做成弯曲形，如A-A剖示图。也可以将高压电极设制成圆筒形，收集极为细圆棒立在高压电极筒中央，一端折成90度延长杆外套聚四氟绝缘管其上附保护环穿过外壳固定，并为收集极电路引线点，β射线源设制成圆环片形安装在外壳进气体口端，圆环片中心孔为进气口。
[0005]由于采用上述镍-63低能和射程短的β同位素源，并为两对称极的技术方案，其进气嘴设有外螺纹便于接切割器喷口，分别检测ΡΜ10、ΡΜ2.5。下端排气口设计放大即适合检测流场等速采样，而经外螺纹又可接过滤膜计重法的滤膜夹进行对比应用。满足国家环境保护HJ618-2011标准及同位素管理规范的要求。
【专利附图】
【附图说明】:
[0006]图1是大气悬浮颗粒物质量测定仪剖示图
[0007]l-β源 2-高压极 3-外壳 4-聚四氟绝缘垫 5-外电子消除网6-进气嘴7-上帽斗8-保护环片9-吸收极10-下帽斗11-排气口 12-电子负荷场13-端帽卡口
[0008]A-A剖示图是图1桓面剖示图，并将两对称极板的两端设制成弯曲形状及相适应的外壳和绝缘垫形状。
【具体实施方式】:
[0009]本发明的大气悬浮颗粒物质量测定仪的具体结构和实施例的检测和标定流程:同位素β源(I)设置在不锈钢薄板外壳(3)、上经聚四氟绝缘垫(4)与薄铝合金板组成正高压极，为增强同位素射线方向电动势及减少流场蜗流，将高压极板(2)、两端弯曲成A-A剖示图形状。吸收极(9)的材质和形状经绝缘垫(4)与高压极相同，但由保护环片(8)支撑。外壳⑶的不锈钢上帽斗(7)设一端帽卡口(13)，并加蜜封圈及外电子消除网(5)。不锈钢下帽斗(10)亦应设一端帽卡口(13)，并加蜜封圈，其帽斗斜率30度是为适应排气口负压值，保持进气嘴(6)在检测现场等速采样。进气嘴(6)内孔是在气象风洞标定为8mm。所以若与PM10、PM2.5切割器喷口相连接时必须设一过渡管与进气嘴(6)螺扣密封连接，使含颗粒物气体经电子负荷电场(12)进行正负电子吸收，并由抽气泵按流量要求完成。排气口
(11)经螺扣又可与滤膜夹密封连接，经抽气泵接流量要求进行手工过滤计重法的对比和标定。该大气悬浮颗粒物质量测定仪是多功能性，并由检测探头、把柄和仪器箱及测温元件、皮托管等。
【权利要求】
1.一种依据国家环境保护HJ618-2011标准，适用于大气悬浮颗粒物质量浓度的测定，兼容并包检测空气环境PMlO含PM2.5以下的颗粒物质量浓度，及与手工过滤计重法进行对比或标定的装置，包括β源(I)、高压极(2)、外壳(3)、聚四氟绝缘垫(4)、进气嘴(6)、上帽斗(7)、吸收极(9)、下帽斗(10)、排气口(11)、其特征外壳(3)里面贴聚四氟绝缘垫(5)、将高压极(3)及相对称的吸收极(9)两端以聚四氟绝缘铆钉(10)固定外壳上，所述的进气嘴(6)和排气口(11)有外螺纹，其与上下风斗的焊缝保证气密，所述的上帽斗(7)底 面设置一外电子消除铜网(5)，所述的吸收极(9)是由铝合保护环片支撑。
2.根据权利要求1所述的大气悬浮颗粒物质量浓度的测定，其特征在于采样进气嘴(6)有外螺纹可更换不同型号的颗粒物切割器喷口，排气口(11)外螺纹设制成与滤膜夹匹配。
3.根据权利要求1所述的大气悬浮颗粒物质量浓度的测定，其特征在于高压极(3)板片和吸收极(9)板片的两端制成弯曲形。
4.根据权利要求1所述的大气悬浮颗粒物质量浓度的测定，其特征在于高压极(2)板片可设制成圆筒形，吸收极(9)可设制成细圆柱形立在圆筒中央，上端弯成90度延长套聚四氟绝缘管穿过外壳(3)引进该检测探头把柄里，β源(I)设制成圆环片形安装在外壳(3)进气嘴(6)端， 环片中心孔为进气嘴(6)里孔，排气口(11)和进气嘴(6)各自按权利要求2相同。
【文档编号】G01N15/06GK103712898SQ201310323923
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】戴艺, 戴庆超 申请人:戴艺