常用的颗粒物在线监测系统原理方法对比
对于环境空气颗粒物的监测 ,果博用到的仪器主要是颗粒物在线监测系统 ,根据其方法原理的不同 ,果博分为 :震荡天平法(TEOM分析法) ,β射线吸收法 ,光散射法 。下面果博分别介绍一下三种原理的异同 。
一,震荡天平法(TEOM分析法)
震荡天平法(TEOM分析法)颗粒物在线监测系统是基于航天技术的锥形元件微量震荡天平原理 ,震荡天平的震荡频率与滤膜上的颗粒物的质量存在一定的对应关系 。充满微粒的空气流入空锥形管时 ,微粒聚集在滤膜上 ,通过测定系统频率的变化 ,可测得一段时间内滤膜质量的变化 ,通过计算得到一定时间内颗粒物的质量浓度 。震荡天平颗粒物在线监测系统由等速吸气装置,PM10或PM2.5捕集和检测系统 ,清洗 ,信号处理等部分组成 。
震荡天平法的优点 :1 ,与颗粒物粒径 ,颜色无关 ,且颗粒物不与振荡管接触 ,所以振荡管基本不用清洗 。2 ,震荡天平法故障率比β射线吸收法 ,光散射法都低 。并且与另外两种方法相比 ,有更高的灵敏度与准确度 。与标准方法滤膜法的一致性更好 。
震荡天平法的缺点 :该方法受空气湿度的影响比较大 ,为降低湿度影响 ,需对气体恒温加热 。但加热会损失一些不稳定的半挥发物质 。
二 ,β射线吸收法
Beta射线吸收法(β射线法)颗粒物在线监测系统 ,原理是根据C14释放的β射线的吸收强度进行分析的 。颗粒物吸附在滤纸袋表面 ,盖革计数器通过测量采样前β射线强度变化计算吸附的颗粒物质量浓度(TSP,PM10,PM2.5等)
由于水分对滤膜和吸附颗粒物均有较大影响 ,采样管必须加装动态加热系统 ,最大限度减少湿度对颗粒物监测的影响。在较高湿度地区或者湿度变化幅度较大的地区 ,使用该方法要注意对湿度的控制 ,另外该方法对采样滤膜也有较高的要求 。测得数据和震荡天平法有很好的一致性 。在国家空气站有大规模的应用 。
三 ,光散射法
光散射法颗粒物在线监测系统测量质量浓度的原理 ,是建立在微粒的Mie散射理论基础上的 。当光照射在空气中悬浮的颗粒物上时 ,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 ,应用转换系数K值 ,可得颗粒物质量浓度 。
光散射颗粒物在线监测系统主要由检测器 ,光源 ,光源稳压回路 ,高压回路 ,光电积分回路 ,脉冲回路 ,运算控制等部分组成 。
光散射法与前两种方法相比 ,测得数据的准确度要差一些 ,但只要调校的好,加上湿度的控制 ,其偏差是可以被控制在合理范围内的 。因其价格有很明显的优势 ,因此得到大规模的推广利用 。