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PM2.5的測試方法及PM2.5傳感器的工作原理

2022-03-07 2959
PM2.5,即細顆粒物,是指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物。它能較長時間懸浮于空氣中,其在空氣中含量濃度越高,就代表空氣污染越嚴重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分,但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比,PM2.5粒徑小,面積大,活性強,易附帶有毒、有害物質(zhì)(例如,重金屬、微生物等),且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。

目前測量PM2.5的方法主要有以下5種:

第一種: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,就是一邊發(fā)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(fā)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精準。這種方法做出來的傳感器只能定性測量(可以測出相對多少),不能定量測量(因為數(shù)值會飄)。更何況這種方法也區(qū)分不出顆粒物的粒徑來,所以凡是用這種傳感器的性能都相對要差一些。

第二種:激光法和粒子計數(shù)法

就是激光散射,而不是直接測量濁度,這一類的傳感器共同的特點就是離不開風扇(或者用泵吸),因為這種方法空氣如果不流動是測量不到空氣中的懸浮顆粒物的,而且通過數(shù)學模型可以大致推算出經(jīng)過傳感器氣體的粒子大小,空氣流量等,經(jīng)過復雜的數(shù)學算法,最終得到比較真實的PM2.5數(shù)值,這一類傳感器是激光散射,對靜電吸附的灰塵免疫,當然如果用灰塵把傳感器堵死了,自然也不可能測到。

第三種:β射線法

β射線儀是利用β射線衰減的原理,環(huán)境空氣由采樣泵吸入采樣管,經(jīng)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,β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。


第四種:微量振蕩天平法

微量振蕩天平法是在質(zhì)量傳感器內(nèi)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量,再根據(jù)流量、現(xiàn)場環(huán)境溫度和氣壓計算出該時段顆粒物標志的質(zhì)量濃度。

5、重量法

第五種也是我國目前對大氣顆粒物的測定主要采用重量法。其原理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(huán)境空氣中的PM2.5和PM10被截留在已知質(zhì)量的濾膜上,根據(jù)采樣前后濾膜的質(zhì)量差和采樣體積,計算出PM2.5和PM10的濃度。必須注意的是,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


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