基于β射线法的新型PM2.5自动监测系统研究.pdf

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1、第２７卷第１０期传感技术学报Ｖｏｌ?２７Ｎｏ?１０２０１４年１０月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＥＮＳＯＲＳＡＮＤＡＣＴＵＡＴＯＲＳＯｃｔ.２０１４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＮｅｗＴｙｐｅＰＭ２.５ＡｕｔｏｍａｔｅｄＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ∗ＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎβ￣ＲａｙＭｅｔｈｏｄ∗ＬＩＡＮＧＹａｎꎬＺＨＡＮＧＺｅｎｇｆｕꎬＣＨＥＮＷｅｎｌｉａｎｇꎬＸＵＫｅｘｉｎ(ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓꎬＴｉａ

2、ｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＴｉａｎｊｉｎ３０００７２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｅｒｉｏｕｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓꎬａｃｃｕｒａｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｍａｔｔｅｒＰＭ２.５ｉｓｉｍｍｉｎｅｎｔ.Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙꎬｗｉｔｈａｂｒｏａｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｕｓｅｄｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄꎬｄｏｍｅｓｔｉｃｒｅａｌｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｐｒｏｄｕｃ

3、ｔｓａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｆｅｗａｎｄｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓａｌｓｏｎｅｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅ.Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉ￣ｃｌｅꎬＰＭ２.５ｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎ￣ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｅｔａｒａｙｍｅｔｈｏｄ.Ｔｈｅｓｉｔｕｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｓｔａ

4、ｎｄａｒｄｗｅｉｇｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｍｐａｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｓｙｓｔｅｍ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｂｏｔｈｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｗａｓ０.９８８.Ａｆｔｅｒｄａ￣ｔａｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎａｎｄａｌｉｇｎｍｅｎｔꎬｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｗｉｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｒｅａｌ￣ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｏｆｔｈｅｔｈｅｒ￣ｍｏｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔꎬｔｈｅａｖｅｒａｇ

5、ｅｒｅｌａｔｉｖｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｗａｓｏｎｌｙ１.８％.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎꎻＰＭ２.５ꎻｏｎ￣ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇꎻＢｅｔａｒａｙｍｅｔｈｏｄＥＥＡＣＣ:７２３０ꎬ７２３０Ｃｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００４－１６９９.２０１４.１０.０２１∗基于β射线法的新型ＰＭ２.５自动监测系统研究∗梁艳ꎬ张增福ꎬ陈文亮ꎬ徐可欣(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室ꎬ天津３０００７２)摘要:近年来大颗粒物污染

6、日趋严重ꎬ准确监测颗粒物ＰＭ２.５迫在眉睫ꎮ目前国外监测仪器已在国际上普遍使用ꎬ国内真正的知识产权产品比较少ꎬ产品的精度以及稳定性也有待提高ꎮ采用基于β射线法原理研制了ＰＭ２.５质量浓度在线监测系统ꎬ在仪器结构中提出采用原位检测的方法ꎬ并进行与标准称重法的比对实验来验证系统的可行性ꎬ结果表明两者测量数据的相关性为０.９８８ꎮ通过数据校正补偿后与监控站赛默飞仪器比对实时监测数据ꎬ日测量数据平均值相对偏差仅为１.８％ꎮ关键词:环境污染ꎻＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ(ＰＭ２.５)ꎻ在线监测ꎻβ射线法中

7、图分类号:Ｘ８３１文献标识码:Ａ文章编号:１００４－１６９９(２０１４)１０－１４１８－０５[１６]随着我国经济的快速发展ꎬ环境质量发生了显著天平法(ＴＥＯＭ)通过测量沉积颗粒物的锥形石的变化ꎬ特别是大气细颗粒物ＰＭ２.５污染已凸显为重英管振荡频率来测量颗粒物质量浓度ꎬ测量灵敏度[１][２－８]大的环境问题ꎬ严重危害人体健康ꎮ不断增加较高ꎬ但维护成本高并存在粘附和过载问题ꎬ而且受[１７]的恶劣天气引起了公众和舆论对ＰＭ２.５的强烈关湿度影响较大ꎮβ射线法是利用滤膜上的颗粒[９]注ꎬ准确监测ＰＭ２.５成

8、为迫在眉睫的任务ꎮ物对β射线的衰减来测量颗粒物质量浓度ꎬ具有测[９－１３][１８]目前ＰＭ２.５质量浓度测量主要有两大类:量准确度高、维护量小和成本低等优点ꎮ手工称重法和自动监测方法ꎮ手工称重法用对沉积当前像美国赛默飞和Ｍｅｔ￣ｏｎｅ针对于ＰＭ２.５监颗粒物的Ｔｅｆｌｏｎ或ＰＴＥＥ滤膜称重来计算质量ꎬ再测的相关仪器已在国际上普遍使用ꎻ相对发达国家根据采样时间内抽取的气体体积计算颗粒物浓度ꎬ国内研究起步较晚ꎬ像河北先河、武汉天虹以及中晟作为标准的比对测试方