一种便携式振荡天平法颗粒标准监测仪及监测方法

技术领域

本发明涉及一种监测仪及监测方法，尤其是涉及一种便携式振荡天平法颗粒标准监测仪及监测方法。

背景技术

目前我国已开始全国范围内的颗粒物浓度的监测，有近万个环境空气自动监测站点，使用的颗粒物监测设备按原理分为泵β射线法和振荡天平法；该类型仪器均为长期连续自动运行的，受环境因素、传感器信号漂移、运行维护等影响，其测量浓度的准确性各不相同，为了保证各站点大气环境中颗粒物测量的准确性，需要使用通过与经典的手工采样重称法对自动监测仪的数据进行比对与校准。由于站点数量庞大，手工采样重称法存在手工采样、称重操作繁琐、采样滤膜保存运输不便的问题，需要耗费大量的人力、物力，并且出错率较高。

作为便携式颗粒物监测仪的原理主要有光散射法和β射线法。这两种方法都是间接测量质量的方法，其中光散射法仪器体积小，重量轻，颗粒测量灵敏度高，响应快，但受湿度、颗粒物形态、密度、成分影响较大，浓度数据准确率低。β射线法的主要原理是测厚，因此同样存在受湿度、颗粒物形态、密度、成分影响较大，还由于使用的是有辐射的放射源，也存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种基于微量振荡天平质量测量的原理的携仪器，作为手工采样称重法的等效方法，用于对现场仪器的数据比对与校准，其数据准确可靠，可溯源，仪器携带方便、操作简单快捷。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种便携式振荡天平法颗粒标准监测仪，其特征在于，包括由上至下依次连接的分割器、分流器、若干样气干燥器以及主机；所述分流器经手工采样称重单元后与主机连接,主机与抽气泵连接。

在上述的一种便携式振荡天平法颗粒标准监测仪，主机内设有两个通道系统，分别为通道系统一和通道系统二；所述通道系统一和通道系统二结构相同，包括由上至下依次连接的光散射传感器、三通道电动阀、质量检测器、流量传感器以及流量控制阀；所述流量控制阀经连接管与抽气泵连接；所述三通道电动阀经零气过滤器与质量检测器连接。

在上述的一种便携式振荡天平法颗粒标准监测仪，所述分流器经辅路测量通道与手工采样称重单元连接后，与主机的辅路入口接口连接。

在上述的一种便携式振荡天平法颗粒标准监测仪，包括至少两个样气干燥器，分别为样气干燥器一和样气干燥器二；分流器与样气干燥器一连接后，与主机的通道一接口连接；分流器与样气干燥器二连接后，与主机的通道二接口连接。

一种采用便携式振荡天平法颗粒标准监测仪的监测方法，其特征在于，包括：

步骤1、环境空气以16.67L/min的流量通过PM10采样分割器，切割成PM10颗粒物。

步骤2、当测量PM10时，将PM10采样分割器连接到分流器，当测量PM2.5或PM1.0切割器时，将PM2.5或PM1.0切割器连接到PM10采样入口与分流器之间；

步骤4、采样气流经分流器时，被分成通道一测量流量3L/min、通道2测量流量3L/min、辅路测量通道10.67L/min；

步骤5、当使用手工采样称重功能时，连接管路从辅路测量通道到手工采样称重单元，然后再从手工采样称重单元的出气通道连接至主机辅路入口接口处；

步骤6、通道一与通道一使用专用连接管分别连接至各自样气干燥器的湿气入口，然后从各自样气干燥器的出口分别进入主机通道一、通道二接口；

步骤7、通道一、通道二的采样气进入主机后分别流过各自通道的光散射传感器、三通道电动阀；

在测量过程中，通道一首先工作在A状态下，即在通过三通道电动阀后直接进入质量检测器，然后依次经过流量传感器和流量控制阀，再进入样气干燥器的反吹入口，从样气干燥器的反吹出口流入抽气泵。

通道一首先工作在A状态的同时通道儿工作在B状态下，即在通过三通道电动阀后先进入零气过滤器，再进入质量检测器，然后依次经过流量传感器和流量控制阀，再进入样气干燥器的反吹入口，从样气干燥器的反吹出口流入抽气泵。

步骤8、通道一与通道二如步骤7工作6至30分钟后，改变为通道一工作在B状态，通道二工作在A状态，同样工作6至30分钟后，再改为步骤7时状态，重复步骤7、8进行通道一与通道二的交替工作；

步骤9、当需要手工采样重称数据时，自动记录所设置的手工采样开始时间、采样体积、结束时间，并可按设置方式控制采样切换阀。

因此，本发明具有如下优点：1)基于微量振荡天平质量测量的原理。微量振荡天平法是经典的微量质量测量方法，检测灵敏度高，不受颗粒物形态、密度、成分影响。2)基于采样滤膜挥发性补偿技术。通过补偿，消除了样气湿度对颗粒物浓度测量的影响。3)基于双通道分时交替工作的方式，实现了全时间连续测量。4)可利用辅流量通道实现同源并同步的手工采样称重,使仪器测量的浓度数据有源可溯，有据可查，有据可依,更有说服力。

附图说明

附图1是本发明的一种原理图。

附图2是本发明中通道一的状态A工作流程图。

附图3是本发明中通道二的状态B工作流程图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

仪器组成：

1)总体气路组成：①PM10采样入口、②PM2.5或PM1.0切割器、③分流器、④手工采样称重单元、⑥样气干燥器、⑦主机、⑧光散射传感器、⑨三通道电动阀、⑩零气过滤器、

2)其中①PM10采样入口为16.67L/min的冲击式切割器；

3)其中②PM2.5或PM1.0切割器为16.67L/min的旋风式切割器；

4)其中③分流器将总流量16.67L/min分成两个3L/min和一个10.67L/min。

5)其中④手工采样称重单元由半自动换膜器和两只三通电动球阀组成。

6)其中⑥样气干燥器为使用Nafion膜设计的用于5L/min以下的气体干燥器；

7)其中⑦主机包括⑧光散射传感器、⑨三通道电动阀、⑩零气过滤器、

8)其中

工作原理：

1)环境空气以16.67L/min的流量进行通过①PM10采样入口，切割成PM10颗粒物。

2)当测量PM10时，将①PM10采样入口连接到③分流器；

3)当测量PM2.5或PM1.0切割器时，将②PM2.5或PM1.0切割器连接到①PM10采样入口与③分流器之间；

4)采样气流经③分流器时，被分成通道1测量流量3L/min、通道2测量流量3L/min、辅路测量通道10.67L/min；

5)当使用手工采样称重功能时，连接管路从辅路测量通道到④手工采样称重单元，然后再从④手工采样称重单元的出气通道连接至主机辅路入口接口处；

6)通道1与通道2使用专用连接管分别连接至各自⑥样气干燥器的湿气入口，然后从各自⑥样气干燥器的出口分别进入⑦主机通道1、通道2接口；

7)通道1、通道2的采样气进入⑦主机后分别流过各自通道的⑧光散射传感器、⑨三通道电动阀；在测量过程中，通道1首先工作在A状态下，即在通过⑨三通道电动阀后直接进入

8)通道1与通道2如上述工作6至30分钟后，在程序的控制下，改变为通道1工作在B状态，通道2工作在A状态，同样工作6至30分钟后，再改为7)时状态；通道1与通道2为交替工作方式；

9)当需要手工采样重称数据时，在仪器操作界面中打开手工采样功能，仪器自动记录所设置的手工采样开始时间、采样体积、结束时间，并可按设置方式控制采样切换阀。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。