一种颗粒物浓度检测装置及检测方法与流程

文档序号:12449945阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:包括依次连接的空气颗粒物切割器(1)、传感器组件(2)和吸气泵(3),所述空气颗粒物切割器(1)设置在待检测的空气环境中且其进口与空气连通,所述传感器组件(2)包括用于检测颗粒物浓度的腔室(21)、β射线放射源(22)、β射线探测器(23)和滤纸带(24),所述腔室(21)的上部和下部依次形成进气口(71)和出气口(81),所述进气口(71)通过进气管(4)与空气颗粒物切割器(1)相连,所述出气口(81)通过出气管(5)与吸气泵(3)相连,所述滤纸带(24)平铺在所述腔室(21)内并能将空气流经的通道封住,所述β射线放射源(22)和β射线探测器(23)分设在滤纸带(24)的两侧,当吸气泵(3)工作时,待检测的空气经所述进口进入空气颗粒物切割器(1)中,空气颗粒物切割器(1)将空气中的部分颗粒物分离出去,剩余的颗粒物随空气流动进入传感器组件(2)的腔室(21)中,空气在腔室(21)中流通并穿过滤纸带(24)后被吸气泵(3)吸出,空气中剩余的颗粒物被滤纸带(24)捕获并在滤纸带(24)上形成积尘粉斑(100),所述β射线放射源(22)能够发射出β射线,所述β射线探测器(23)能够实时测量穿过滤纸带(24)的β射线强度进而获得待检测空气的颗粒物质量浓度。

2.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:所述空气颗粒物切割器(1)为PM10切割器(11),所述PM10切割器(11)能够将大于10μm的颗粒物从空气中分离出来,小于等于10μm的颗粒物随空气从PM10切割器(11)流出,所述传感器组件(2)能够检测空气的PM10浓度。

3.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:所述空气颗粒物切割器(1)为PM2.5切割器(12),所述PM2.5切割器(12)能够将大于2.5μm的颗粒物从空气中分离出来,小于等于2.5μm的颗粒物随空气从PM2.5切割器(12)流出,所述传感器组件(2)能够检测空气的PM2.5浓度。

4.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:所述空气颗粒物切割器(1)和传感器组件(2)之间的气路中还设置有加热除湿器(6),所述加热除湿器(6)能够对流经的空气进行加热并去除空气中的水气。

5.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:所述传感器组件(2)包括滤纸带夹紧密封机构,所述滤纸带夹紧密封机构包括上夹具(7)和下夹具(8),所述腔室(21)包括开设在上夹具(7)内的上腔室(211)和开设在下夹具(8)内的下腔室(212),所述上夹具(7)位于滤纸带(24)的上方,所述进气口(71)开设在上夹具(7)上且与上腔室(211)连通,所述上腔室(211)在上夹具(7)的下部形成下开口(72),所述下夹具(8)位于滤纸带(24)的下方,所述出气口(81)开设在下夹具(8)上且与下腔室(212)连通,所述下腔室(212)在下夹具(8)的上部形成上开口(82),所述下夹具(8)的上部具有能够托住滤纸带(24)的上端平面(83),所述滤纸带(24)平置在所述上端平面(83)并将所述上开口(82)封盖,所述下夹具(8)能够上下移动,所述滤纸带夹紧密封机构具有夹紧和松开状态,当所述滤纸带夹紧密封机构处于夹紧状态时,所述下夹具(8)向上移动并托住滤纸带(24)向上移动使滤纸带(24)抵在上夹具(7)的下部,所述上夹具(7)和下夹具(8)将滤纸带(24)夹紧,所述滤纸带(24)将所述下开口(72)和上开口(82)同时封住,此时进入上腔室(211)的空气穿过滤纸带(24)才能进入下腔室(212)并排出;当所述滤纸带夹紧密封机构处于松开状态时,所述下夹具(8)向下移动并托住滤纸带(24)向下移动使滤纸带(24)被松开。

6.根据权利要求5所述的一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:所述传感器组件(2)还包括能够驱动下夹具(8)上下移动的凸轮机构,所述凸轮机构包括与下夹具(8)配合联动的凸轮(9),所述凸轮(9)转动能够带动下夹具(8)上下移动。

7.根据权利要求5所述的一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:所述颗粒物浓度检测装置还包括滤纸带传送机构,所述滤纸带传送机构能够在滤纸带夹紧密封机构处于松开状态时,将滤纸带(24)沿左右方向传送。

8.根据权利要求7所述的一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:所述滤纸带传送机构包括送纸卷轮(101)、收纸卷轮(102)、预紧摆轮(103)和预紧轮(104),所述送纸卷轮(101)和收纸卷轮(102)分设在传感器组件(2)的左右两侧,所述滤纸带(24)卷绕在送纸卷轮(101)上,所述滤纸带(24)自送纸卷轮(101)上拉出穿过传感器组件(2)后绕制在收纸卷轮(102)上,所述预紧摆轮(103)通过弹簧压抵在送纸卷轮(101)附近的滤纸带(24)上,所述预紧轮(104)压抵在收纸卷轮(102)附近的滤纸带(24)上,所述预紧摆轮(103)和预紧轮(104)能够将滤纸带(24)拉紧在送纸卷轮(101)和收纸卷轮(102)之间,所述送纸卷轮(101)和收纸卷轮(102)依次转动能够将滤纸带(24)送入和送出传感器组件(2)。

9.根据权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置,其特征在于:所述传感器组件(2)内具有多个腔室(21),所述滤纸带(24)依次穿过所述的多个腔室(21),每个腔室(21)对应设置有一β射线放射源(22)和一β射线探测器(23),所述颗粒物浓度检测装置具有多个检测通道,所述的多个检测通道能够检测多种粒径的颗粒物浓度,每个检测通道包括一个或多个空气颗粒物切割器(1)、传感器组件(2)的一腔室(21)、滤纸带(24)、与所述腔室(21)对应的β射线放射源(22)和β射线探测器(23),所述腔室(21)的进气口(71)与对应的空气颗粒物切割器(1)连接,所述吸气泵(3)分别与每个腔室(21)的出气口(81)相连。

10.一种颗粒物浓度的检测方法,其特征在于:所述检测方法采用如权利要求8所述的颗粒物浓度检测装置进行空气中颗粒物浓度的检测,具体包括如下步骤:

1)驱动送纸卷轮(101)转动向传感器组件(2)中送入洁净的滤纸带(24);

2)驱动收纸卷轮(102)转动从传感器组件(2)中将使用过的滤纸带(24)部分拉出并将送纸卷轮(101)送入传感器组件(2)的洁净的滤纸带(24)在传感器组件(2)内拉平;

3)驱动下夹具(8)向上移动使托在下夹具(8)上的洁净的滤纸带(24)抵在上夹具(7)的下部,所述滤纸带(24)被夹紧;

4)记录大气压力P和空气温度T,打开β射线放射源(22)和β射线探测器(23),在ts时间内持续记录β射线探测器(23)检测的β射线放射源(22)穿过洁净的滤纸带(24)的β射线强度n1;

5)打开吸气泵(3),吸气泵(3)抽气,开始采样,空气自空气颗粒物切割器(1)的进口进入空气颗粒物切割器(1),然后进入传感器组件(2)中,依次穿过上腔室(211)、滤纸带(24)和下腔室(212)并被吸气泵(3)吸出,7)所述空气中的颗粒物被滤纸带(24)捕获,经过t时间采样结束,记录t时间内穿过滤纸带(24)的空气体积V;

6)采样结束后,在ts时间内持续记录β射线探测器(23)检测的β射线放射源(22)穿过滤纸带(24)的β射线强度n2;

7)根据滤纸带(24)上积尘粉斑(100)的面积s计算并记录滤纸带(24)在采样前后的质量变化Δm;

8)根据空气体积V和采样前后滤纸带(24)的质量变化Δm计算获得空气的颗粒物浓度值C。

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