颗粒物监测仪原理

一、β射线颗粒物烟尘排放连续监测仪

本实用新型涉及一种环保监测设备，特别是一种利用β射线监测颗粒状烟尘的β射线颗粒物烟尘排放连续监测仪。其主要特征是采样管将烟尘抽吸进入机箱中通过滤纸，吸收烟尘的滤纸经β射线源放射后由β射线接收盖格计数器接受信号，然后将信号送至计算机数据处理中心处理并与电话线联结进行在线连续监测。实现了采样与测试为一体，采样、测试一次完成，测量精度高、能直读浓度且适应范围广，并能实现与电话线联结进行在线连续监测。?

主权项

权利要求书 1、β射线颗粒物烟尘排放连续监测仪，其特征在于它是由悬臂的采样管、压缩机、滤纸及其走纸装置、β射线源(碳14面源，即14C)、β射线接收盖格计数器(GEIGER-MULLER DETECTOR)、S皮托管、计算机数据处理装置和机厢组成，采样管与负压源相通，滤纸由走纸装置带动经过采样管横截面后，再从β射线源与β射线接收盖格计数器之间经过，β射线接收盖格计数器与计算机数据处理装置实现电联接，S皮托管与压缩机实现管路相联，其中的温度传感器与计算机数据处理装置实现电联接。

二、手持式颗粒物监测仪

德国 Grimm Aerosol 公司积25年的空气悬浮物分析研究的经验与科技，制造出当今世界上最先进的小型颗粒物分析仪。用于职业劳动卫生。不需要切割头 * 实时分析可吸入颗粒物和可呼吸颗粒物(Inhalable, Thoracic， Alveolic) * 同时分析8、16、32通道不同粒径的粉尘分散度 * 采用激光90度散射，不受颗粒物颜色的影响 * 内置可更换的EPA标准 47mm PTFE 滤膜，同时进行颗粒物收集，用于秤重法和化学分析 * 自动、精确的流量控制，保证分析结果的可靠 * 特别的保护气幕使光学系统免受污染，可靠性极高，维护量少 * 数据存储卡可以保存1个月到1年的连续测试数据 * 有线或无线的通讯方式，便于在线自动监测和数据下载 * 体积小，重量只有2.5 公斤，内置充电池，可连续工作7小时 * 交流电，适合各种场合的工作 * 通过欧洲、美国、日本的官方对比测试和认证

三、烟气颗粒物排放连续监测系统

u 采用紫外差分吸收光谱法(美国EPA环保署和国家环保局联合推荐使用的监测技术，在《环境监测技术路线》(环办[2003]49号文件)中明确规定应使用DOAS法监测环境空气)测量烟气组分浓度，避免和消除了水分、颗粒物及其它污染物对被测污染物浓度的影响，提高了测量精度;

u 支持多组分监测, SO2及NOX浓度的测量使用一个监测探头，且增加监测参数不增加任何硬件成本;

u 不需传统采样探头取样，实现直接在线测量，简化了测量仪器，降低了设备投资成本;

u 单边安装，结构简单，重量轻，既解决了仪器监测光路准直问题又节省了安装费用，更便于操作人员操作和校准;

u 与稀释采样法的"点"测量相比，直接测量法属于"线"测量，测量范围较宽，数据稳定性好，更能客观地反映烟道内的实际情况;

u 运行成本低，与一般采样式测量系统年需5万元左右运行费用相比，本系统的运行费用每年只需1万元左右;

u 仪器具有零点和参考标准自动校准功能，并配有反吹系统和保护外壳，具有较强的防污染能力，延长了系统的维护周期;

u 系统集光机电一体化监测技术、数据采集处理技术和计算机通信技术于一体;

u 系统可自动完成测量数据的分析处理和存储，并自动生成监测数据的时、日月及年报表，并可定时打印;

u 监测数据可通过网络上传至环保部门，系统可兼容拨号上网、GPRS及局域网连接等多种信号传输方案;

u 设备具有自动诊断和自动报警功能。

u 备有FB-1000、FB-4000和一拖二等不同型号，可根据用户的需求进行个性化配置，其中FB-4000型烟气组分监测系统为构建FB-1000型CEMS的核心模块，具有自主知识产权，可独立安装使用，具有标准电源接口、数据通讯接口，是系统集成、工程配套的首选仪器。

本项目在监测仪器技术方面的创新是采用自适应算法，根据接收光谱的整体波形以及最大、最小值自动调整积分时间延长了光源(氘灯)使用寿命。结构方面的创新主要有三点:一是采用单边直接插入探头安装形式使得安装简单，维护费用低;二是标定与测量采用了同一光路的气体标定方案，使得标定简便，测量精度高;三是运用了新颖的光源基座定位方案，使得光源(易损件)更换迅速，毋需调整。

采用DOAS方法消除飞灰、水蒸汽的影响。对于飞灰、水蒸气的影响，传统方法(例如:稀释法和抽取法)均采用较为复杂的过滤、冷凝等装置进行处理，不仅改变了测量气体的原始成分，而且大大增加了用户的维护成本;而且在测量新组分气体时往往需要额外增加一套分析仪器，不便于扩展，而我们采用差分吸收光谱法处理吸收光谱的高频部分，利用每一种气体所特有的吸收谱进行计算以得到此种气体的浓度。它具有:不需要复杂的过滤、冷凝装置，而直接用算法避开飞灰和水蒸气对污染气体测量结果的影响，大大降低了维护费用;增加一种新气体的测量功能，只需改变算法，扩展极其方便。

同时，该方案解决了污染气体有效吸收波段重合引起的影响。如果重合比例较小，通过选择合适的测量波段来决定被测气体的浓度，从而降低不同种气体之间"串扰"的影响，这与传统光谱方法(紫外荧光法、红外线气体分析仪)原理类似;如果重合比例较大，则通过基本原理部分所述的处理方法来确定被测气体的浓度，彻底实现了利用同一台仪器，同一光路测量多组分气体的浓度，如需增加其他对紫外光谱吸收的气体测量功能，只需增加一部分软件即可，在硬件上不需要增加任何设施。

项目技术现状

国外一些研究机构，如瑞典荣生和美国的热电子公司已经研究开发出基于差分吸收光谱法(DOAS)的SO2和NOx在线监测系统，我国中国科学院安徽光学精密机械研究所也在从事该方面的研究，但与国外同类仪器相比，在技术水平和性能等方面还有不小的差距。我国在线测量电站锅炉排放烟气中SO2和NOx等的国产仪器还处于研制阶段，烟气在线测量仪器这一市场外国公司占统领地位，但由于国外此类仪器价格一般过高，而且销售多采用代理的方式，售后服务不到位，很多使用单位对此类进口仪器越来越不满意，而对自主研发的国内仪器表现出浓厚的兴趣。

本项目属于光谱法在线组分环保监测分析仪，主要应用于固定气体污染源的监测(如火电厂、各个燃煤取暖锅炉)。烟气SO2自动分析仪的原理按照分析方法分类有电导法、非分散红外吸收法(动态范围较窄)、紫外吸收法、紫外荧光法、火焰光度法和定电位电解法(传感器寿命较短)。按照采样方式分类主要有:(1)直接抽取法(包括非分散红外吸收法和紫外吸收法，主要为日本产品，国内有北京天融科工贸有限公司的产品等);(2)稀释法(包括烟道内稀释和烟道外稀释，主要为欧美产品，国内如北京长峰益来自动化科技有限公司的产品);(3)在线直接测量法(将一束红外光或紫外光直接照射到烟气上，利用SO2的特征吸收光谱进行测量)。其主要国内生产厂家有:安徽铜陵蓝盾光电子有限公司。另外，国内的大连中环环保系统工程有限公司、太原中绿环保技术有限公司等公司采用的分析方法均为定电位电解法。北京牡丹联友电子工程有限公司也有类似产品。

直接抽取法和稀释法是传统方法，占有大约九成的市场份额，但由于原理落后、工艺复杂，正在被以光谱法为代表的在线直接测量法所取代。本项目采用的差分吸收光谱法(DOAS)是最先进的方法，具有很大的发展空间。

测量范围 0-5000μg/m3到0-10000μg/m3

最低检测限 9μg/m3(测量值)

(有代表性的) 6μg/m3(1/2小时平均值)

3μg/m3(3小时平均值)

1μg/m3 (24小时平均值)

准确度 1μg/m3

测量周期 连续显示采得的颗粒物质量

在同一位置上单个滤斑达到满载的时间

环境空气中尘的浓度位50μg/m3时 30小时(1m3/小时)

环境空气中尘的浓度为25μg/m3时 60小时(1m3/小时)

平均时间 1/2小时 1小时 3小时 24小时

放射源 碳-14放射性活度=3.7兆贝可(MBq)小于100居里(Ci)在大多数国家不要许可证

输出信号 模拟输出0/4-20mA或0/2-10V

扫描时间 1秒

流量 1m3/h(1立方米/小时)

流量稳定性 高于±1%

工作温度 -10℃-+40℃

零漂(24小时) <0.40ppb

跨漂(24小时) ±1%满量程

1.用碳-14为β源的连续在线监测仪，直接连续测定尘的浓度，不因采样而中断

2.低检测限，高准确度，良好的分辨率

3.测量范围从0-5000μg/m3或0-10000μg/m3无须调整

4.机械动作准确

5.检测器寿命长达10年

6.先进的故障诊断和状态存储，用以保证测量质量

7.碳-14的放射活性低于法定限值，在大多数国家不需要许可证

8.所有给出厂仪器在厂内已用石英(SiO2)气溶胶于测试室内作过校准。在现场可用两张一组的校准用云母箔容易地进行校准

9.消耗品少

仪器介绍

领先的技术唯一真正连续60分钟到24小时采样的β射线测尘仪

可选用TSP,PM10,PM2.5或PM1.0采样头用于采集不同粒径的颗粒物