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1、第31卷第4期激光技术Vol.31,No.42007年8月LASERTECHNOLOGYAugust,2007文章编号:100123806(2007)0420360204用粒子计数法测量颗粒物质量浓度3顾芳,杨娟,卞保民,贺安之(南京理工大学信息物理与工程系,南京210094)摘要:为了测量颗粒物的质量浓度,基于米散射理论,在偏振入射光条件下,通过数值计算研究了球形颗粒的散射光通量与粒径之间的关系,得到了利用光学粒子计数器测量颗粒物质量浓度的计算公式。该公式重点考虑了粒子数目33和大小对质量浓度的影响。实验结果表明,在0.001mg/m～2mg/m的质量浓度范围内,该公式的计算值与实验测量值
2、具有显著的相关性,相关系数为0.9953。关键词:散射;质量浓度;粒子计数器;颗粒物中图分类号:O436.2文献标识码:AMeasurementofparticlemassconcentrationusingparticlecountermethodGUFang,YANGJuan,BIANBao2min,HEAn2zhi(DepartmentofInformationPhysicsandEngineer,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China)Abstract:Inordertomeasurethemasscon
3、centrationofparticulatematter,accordingtoMiescatteringtheory,therelationshipbetweenscatteredlightfluxandsphericalparticlediameterwasdiscussedundertheconditionofpolarizedlightinput,thentheformulawasattainedforcalculatingparticlemassconcentrationbymeansofopticalparticlecounter.Andparticlesizedistribu
4、tionwasconsideredusingtheformulatocalculatemassconcentration.Theexperimentalresultsindicatethat,intherange33of0.001mg/m～2mg/m,calculatedmassconcentrationbytheformulaandmeasuredmassconcentrationbyaphotometer(TSISIDEPAKAM510)arehighlycorrelated,thecorrelationcoefficientis0.9953.Keywords:scattering;ma
5、ssconcentration;particlecounter;particulatematter散射粉尘仪和LD21型激光粉尘仪。两种型号的粉尘引言仪都以每分钟脉冲数(粒子数)表示相对质量浓度,再空气中悬浮的颗粒物易进入人体呼吸道,粒径越与滤膜称重法比较得到质量浓度,但这种测量方法忽[1][6]小,对人体健康危害越大。因而,我国第1部《室内略了颗粒大小对质量浓度的影响。最近,YAN等人环境质量标准》(GB/T1888322002)对室内可吸入颗粒利用粒子计数器对大气进行长期监测,给出了质量浓3物(空气动力学直径大于或等于10μm的颗粒物)提出度低于1mg/m时粒子数与质量浓度之间的经验计算
6、3了质量浓度日平均值小于等于0.15mg/m的要求。公式,然而并未从理论上对公式加以说明。另外,对生产环境洁净度要求高的电子、医药及食品等作者通过对球形颗粒散射光通量与粒径关系的数行业也迫切需求颗粒物检测仪器。因此,对如何测量值计算,导出了粒子计数器输出的电压脉冲与粒径之颗粒物质量浓度的研究就显得很有必要。间的关系,并利用粒子计数器测量的电压脉冲信号幅[2～4]目前,颗粒物质量浓度测定方法有:滤膜称重度分布,得到了同时考虑粒子数目和大小的颗粒物质法、光散射法、压电晶体法及微量振荡天平法等3,其中量浓度计算公式。实验结果表明,在0.001mg/m～光散射法因具有测量精度高、速度快、可用于在线测
7、量32mg/m的质量浓度范围内,该公式的计算值同实验测[5]等优点,而受到了广泛应用。光散射法又分为颗粒量值吻合较好。群法和单粒子法,基于单粒子光散射的粒子计数法简1粒子计数器测量颗粒的光散射理论单可靠,适用于低浓度场所的测量,国内已有产品主要包括北京新技术研究所引进日本技术组装的P25L2光如图1所示,当直径为D的颗粒通过激光照射的测量光敏区时,颗粒会散射入射的激光,在90°采光角作者简介:顾芳(19812
