基于光散射的颗粒物浓度检测设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于颗粒物浓度检测领域，尤其涉及一种基于光散射的颗粒物浓度检测设 备。
【背景技术】
[0002] 近几个月来，北京、上海等各大城市遭受了严重的雾靈污染。PM2. 5和PM10是灰 靈天气的主要构成部分，但不完全等同于灰靈。灰靈天气导致能见度降低，极易发生交通事 故。PM2. 5是指由固体粒子和液态粒子混合组成的粒径小于2. 5ym的细粒子，也称之为细 颗粒物或可入肺颗粒物，其直径大小不足人类一根头发粗细的1/20,容易在大气中长时间 息浮并可远距离漂浮。
[0003] 超微小粒子PM2. 5不仅造成了严重的灰靈，加剧空气污染，还容易引起气喘、呼吸 道疾病等现象，严重危害人体健康，同时可能含有致癌性。现行的PM2. 5国际通用监测方法 有两种：目射线法和双通道振荡天平法。该两种方法的基本原理类似。但是该两种方法所 运用的仪器都十分巨大，不适合民用小型化。对于普通市民来说，他们才是PM2. 5的最直接 受害者，因此了解每天的PM2. 5的数值是有必要的。若是居民知道了该一数据，就能在出口 前或者在居家时做好防护工作，通过比如减少室外运动，在户外时戴上口罩等防护用具等 方法尽可能减少PM2. 5对人体的危害。
[0004] 另外，PM2. 5对于地形及地域的特征会有较大的浓度差异，目前常见的测量法无法 规避该个问题，个别地区测量值的参考价值其实并不高。
【发明内容】
[0005] 基于此，针对上述技术问题，提供一种基于光散射的颗粒物浓度检测设备。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种基于光散射的颗粒物浓度检测设备，包括颗粒物采样切割器、散射光强度检 测仪、电路板W及显示装置，所述颗粒物采样切割器与所述散射光强度检测仪连接，该颗粒 物采样切割器的切割粒径为2. 5 + 0. 2ym，捕集效率的几何标准差为1. 2 + 0. 1ym，所述电 路板上具有数据处理模块W及质量浓度转换系数外部设置接口，所述数据处理模块与所述 散射光强度检测仪连接，所述质量浓度转换系数外部设置接口与所述数据处理模块连接， 所述显示装置与所述数据处理模块连接。
[0008] 所述电路板上还设有通讯专用接口，所述通讯专用接口与所述数据处理模块连 接。
[0009] 所述电路板上还设有电源模块。
[0010] 所述质量浓度转换系数外部设置接口为用于连接电脑的网线接口。
[0011] 本发明装置体积小、噪声低、采样空气基本无损耗、无放射性物质(相对于目射线 法)，可W运用于众多环境中，不限场地，能够实现某一地区PM2. 5值的实时连续监测，不仅 方便了百姓及时掌握某一时刻的PM2. 5浓度值，还将对空气质量PM2. 5指标的实时监测、某 地区空气污染程度的评估提供极大的便利，为积极治理PM2. 5污染提供有利条件。
【附图说明】
[0012] 下面结合附图和【具体实施方式】本发明进行详细说明：
[0013] 图1为本发明的结构示意图；
[0014] 图2为本发明的实验拟合线形图一；
[0015] 图3为本发明的实验拟合线形图二。
【具体实施方式】
[0016] 如图1所示，一种基于光散射的颗粒物浓度检测设备，包括颗粒物采样切割器 110、散射光强度检测仪120、电路板130W及显示装置140。
[0017] 颗粒物采样切割器110的切割粒径为2. 5 + 0.2ym，捕集效率的几何标准差为 1. 2 + 0. 1ym，用于将采样大气中的PM2. 5的颗粒物与较大颗粒物分离。该颗粒物采样切割 器110与散射光强度检测仪120连接，采样完成后，由散射光强度检测仪120进行散射光强 度的检测。
[0018] 电路板130上具有数据处理模块131、质量浓度转换系数外部设置接口 132、通讯 专用接口 133W及电源板块134。
[0019] 数据处理模块131与散射光强度检测仪120连接，质量浓度转换系数外部设置接 口132、通讯专用接口133W及电源模块134均与所述数据处理模块连接。
[0020] 质量浓度转换系数外部设置接口 132用于从外部设置质量浓度转换系数。
[0021] 具体地，质量浓度转换系数外部设置接口 132为用于连接电脑2的网线接口，通过 电脑2预先向数据处理模块131设置质量浓度转换系数。
[0022] 显示装置140与数据处理模块131连接，用于显示检测结果。
[0023] 可W理解的是，检测结果也可在电脑2上显示。
[0024] 本发明的原理：
[0025] 本发明采用光散射法来检测颗粒物的质量浓度。
[0026] 光散射法是通过测量颗粒物受光照射后所发出的散用射光信号的大小来测量颗 粒物的质量浓度。该方法是利用Mie散射理论及颗粒物的各参量来反演颗粒物质量浓度 的。光通过颗粒物质时，对于数量级与使用光波长相等或较大的颗粒，光散射是光能衰减的 主要形式。它的原理是颗粒物质量浓度与光度计接收到的散射光通量成线性关系。
[0027] 根据Mie散射理论，散射光强度与颗粒物粒径、入射光波长相关。即在温度和湿度 较稳定的洁净环境下，当光照射在空气中息浮的颗粒物上时，产生散射光。在颗粒物性质一 定的条件下，颗粒物的散射光强度与其质量浓度成正比。通过测量散射光强度，应用质量浓 度转换系数K值，可求得颗粒物质量浓度。
[0028] 上述质量浓度转换系数K值可预先通过电脑2进行设置。
[0029] 检测时，首先颗粒物采样切割器110对大气进行采样，并对较大颗粒物进行分离， 然后由散射光强度检测仪120进行散射光强度的检测，获得散射光的强度，之后由数据处 理模块131根据预设的质量浓度转换系数K将散射光的强度转换为颗粒物质量浓度。
[0030] 本发明装置体积小、噪声低、采样空气基本无损耗、无放射性物质(相对于目射线 法)，可W运用于众多环境中，不限场地，能够实现某一地区PM2. 5值的实时连续监测，不仅 方便了百姓及时掌握某一时刻的PM2. 5浓度值，还将对空气质量PM2. 5指标的实时监测、某 地区空气污染程度的评估提供极大的便利，为积极治理PM2. 5污染提供有利条件。
[0031] W下通过实验来验证本发明的可靠性。
[0032] 实验选择上海杨浦平凉地区某小区作为实验地点，将本发明装置置于走楼通风良 好的阳台，于2013年10月4日10:00-16:00和2013年11月17日10:00-11:00分别进行 了实验。
[0033] 表1为2013年10月4日10:00-16:00时段PM2. 5浓度对比，每隔一小时记录一 次数据。
[0034]
【主权项】
1. 一种基于光散射的颗粒物浓度检测设备，其特征在于，包括颗粒物采样切割器、 散射光强度检测仪以及电路板显示装置，所述颗粒物采样切割器与所述散射光强度检 测仪连接，该颗粒物采样切割器的切割粒径为2. 5±0. 2 ym，捕集效率的几何标准差为 I. 2±0.1 y m，所述电路板上具有数据处理模块以及质量浓度转换系数外部设置接口，所述 数据处理模块与所述散射光强度检测仪连接，所述质量浓度转换系数外部设置接口与所述 数据处理模块连接，所述显示装置与所述数据处理模块连接。
2. 根据权利要求1所述的一种基于光散射的颗粒物浓度检测设备，其特征在于，所述 电路板上还设有通讯专用接口，所述通讯专用接口与所述数据处理模块连接。
3. 根据权利要求1或2所述的一种基于光散射的颗粒物浓度检测设备，其特征在于，所 述电路板上还设有电源模块，所述电源模块与所述数据处理模块连接。
4. 根据权利要求3所述的一种基于光散射的颗粒物浓度检测设备，其特征在于，所述 质量浓度转换系数外部设置接口为用于连接电脑的网线接口。
【专利摘要】一种基于光散射的颗粒物浓度检测设备，包括颗粒物采样切割器、散射光强度检测仪以及电路板显示装置，颗粒物采样切割器与所述散射光强度检测仪连接，该颗粒物采样切割器的切割粒径为2.5±0.2μm，捕集效率的几何标准差为1.2±0.1μm，电路板上具有数据处理模块以及质量浓度转换系数外部设置接口，数据处理模块与散射光强度检测仪连接，质量浓度转换系数外部设置接口与数据处理模块连接，显示装置与数据处理模块连接。本发明装置不仅方便了百姓及时掌握某一时刻的PM2.5浓度值，还将对空气质量PM2.5指标的实时监测、某地区空气污染程度的评估提供极大的便利，为积极治理PM2.5污染提供有利条件。
【IPC分类】G01N15-06, G01N21-49
【公开号】CN104865173
【申请号】CN201410061150
【发明人】高俊, 王思玥, 付欧丽, 杨怡, 龙凌
【申请人】上海市七宝中学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月21日