空气中粉尘浓度的光散射式测定法质量控制

当光照射在空气中悬浮的粒子上时，产生光散射。在光学系统和粉尘性质一

定的条件下，散射光强度与粉尘浓度成比例。光散射法测定空气中的粉尘浓度是通过测量散射光强度，经过转换求得粉尘质量浓度的方法。

国家技术监督局

劳动部办公厅 1997年4月7日印发

中华人民共和国劳动部

行业标准

LD98-1996 空气中粉尘浓度的光散射式测定法

Method of Measuring Concentration of Dust In the Air on the Principle of Scattered light.

1997 年4月- 发布 1998年1月1日 实施

中华人民共和国劳动部 发布

劳动 安全 标准 通知

在一些大城市中，黑多的高楼大厦都喜欢在晚上用几束光射向夜空，这些光一般都是强光，这也是光的散射。空气中的悬浮尘埃越少，也就是空气很干净时，散射就越弱，光就会变得很淡；而当空气中悬浮尘埃越多，也就是空气不太干净时，，散射就越强，光就会变得很亮。所以在晚上，如果你几乎看不到那些高楼大厦的那几道光束，那明天也许就会有蔚蓝的天空

下面主要介绍光散射原理的两款测尘器:激光粉尘仪，新型激光粉尘仪

仪器符合卫生部WS/T206-2001《公共场所空气中可吸入颗粒物(PM10)测定法-光散射法》标准、劳动部LD98-1996《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》标准以及铁道部TB/T2323-92《铁路作业场所空气仪器中粉尘测定相对质量浓度与质量浓度的转换方法》等行业标准以及卫生部卫监督发〔2006〕58号文件颁布实施的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》。

主要特点:

 可直读颗粒物质量浓度(mg/m3)，1分钟出结果，或根据用户需要任意设定采样时间;

 测量快速、准确、检测灵敏度高;

 设计了自校系统,仪器性能稳定可靠;

 具有气幕屏蔽及洁净气自清洗功能，确保光学系统不受污染;

 实现了软件自动调零;

 具有与计算机双向通讯功能，可通过PC机进行数据处理，打印出曲线及表格;

 具有颗粒物浓度连续监测、定时采样以及粉尘浓度超标报警等多种功能;

主要技术指标

检测灵敏度:低灵敏度 0.01mg/m3 ;

高灵敏度 0.001 mg/m3 ;

测定范围: 低灵敏度 0.01~100 mg/m3 ;

高灵敏度 0.001~10 mg/m3 ;

测定时间:采样标准时间为1分钟，设有0.1、1、2、5、10分钟及调时档(任意设定采样时 间);

重复性误差:±2%;

测量精度: ±10%

显 示 屏:带标识4位液晶显示器;

存 贮:可循环存储999组数据;

定时采样:可设定测量时间1~9999秒及采样次数1~9999次

输出接口:PC机通讯接口(RS232)及打印机输出接口

环境温度:0℃~40℃(储存温度-20℃~60℃)

激光粉尘仪具有新世纪国际先进水平的新型内置滤膜在线采样器的微电脑激光粉尘仪, 在连续监测粉尘浓度的同时, 可收集到颗粒物,以便对其成份进行分析，并求出质量浓度转换系数K值。可直读粉尘质量浓度(mg/m3), 具有PM10、PM5、PM2.5及TSP切割器供选择. 仪器采用了强力抽气泵，使其更适合需配备较长采样管的中央空调排气口PM10可吸入颗粒物浓度的检测。

仪器符合工业企业卫生标准(GBZ1-2002)、工作场所有害因素接触限值(GBZ2-2002)标准、卫生部WS/T206-2001《公共场所空气中可吸入颗粒物(PM10)测定法-光散射法》标准、劳动部LD98-1996《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》标准以及铁道部TB/T2323-92《铁路作业场所空气中粉尘测定相对质量浓度与质量浓度的转换方法》等行业标准以及卫生部卫法监发 [2003] 225号文件发布的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》。主要技术指标

1、 配置40mm滤膜在线采样器;

2、 具有可更换粒子切割器PM10、PM5、PM2.5及TSP供选择;

3、 直读粉尘质量浓度(mg/m3),1分钟出结果;

4、 大屏幕液晶显示器,汉字菜单提示;

5、 检测灵敏度:(L) 0.01mg/m3; (H) 0.001mg/m3。

6、 重复性误差:±2%

7、 测量精度: ±10%

8、测量范围: (L) 0.01~100 mg/m; (H) 0.001~10 mg/m。

9、 测定时间:标准时间为1分钟，设有0.1分及手动档(可任意设定采样时间)。

10、 具有公共场所监测模式、大气环境监测模式以及劳动卫生模式。可计算出时间加权平均值(TWA)和短时间接触允许浓度(STEL) 等。

11、 存 贮:可循环存储999组数据。

12、定时采样:可设定测量时间(1~9999)秒，关机时间(0~9999)秒，预热时间(0~10)秒及采样次数(1~9999)次。

13、 粉尘浓度超标报警阈值设定:浓度最大阈值: 65mg/m3;测定时间:(1~9999)秒

14、输出接口:(1)PC机通讯串行接口:RS232;(2)微型打印机输出接口;(3)模拟量输出接口:0-1V;(4) 数字量输出接口:电平信号。

15、 电源:Ni-MH充电电池组(1.2V x 4)，可连续使用8小时;附220VAC/12VDC 电源适配器。

16、另配具有湿度修正功能，数据更加精确

17、可配烟气采样杆

18、 重量:2.4kg。

主要技术特点

(1)设计了可更换的粒子切割器，实现了PM10、PM5、 PM2. 5 、 TSP多种粒子分离切割器兼容。

(2)设计了在线滤膜采样器，实现了连续监测粉尘浓度与滤 膜采样兼容，可以分析所收集到颗粒物的成份以及求出该场所的质量浓度转换系数K值。

(3)采用激光光源，质量浓度转换系数不受颗粒物颜色的影响。

(4)仪器可直接测出符合卫生部WS/T206-2001标准的质量浓度值(mg/m3)。

(5)采用大屏幕液晶汉字显示，实现了汉字菜单提示。

(6)设计了恒流控制器， 确保采样流量恒定，切割曲线正确

(7)具有内装光学标准散板,确保仪器高稳定性。

(8)具有特别的保护气幕，避免了粉尘对仪器核心部件-光学系统的污染，确保仪器高可靠性9)仪器设计了定时采样功能，可根据设定时间定时采样，定时启动及关闭，所得数据可通过微型打印机记录或导入PC机进行数据处理，此功能适合于大气环境可吸入颗粒物连续监测。

(9)可设定粉尘浓度超标报警阈值，粉尘超标时蜂鸣器自动报警

(10)除设有适合室内公共场所粉尘监测的一般测量模式和适合大气环境监测的定时采样模式外，新增加了劳动卫生模式，在此模式下，根据工业企业卫生标准(GBZ1-2002)和工作场所有

可配烟气采样杆

拉曼散射和布里渊散射为研究分子结构或晶体结构提供了重要手段。借助于拉曼散射可快速定出分子振动的固有频率，并可决定分子结构的对称性、分子内部的力等。激光问世以来，关于激光的拉曼散射的研究更得到迅速发展。强激光引起的非线性效应导致了新的拉曼散射现象，如在强激光作用下产生的受激拉曼散射，可获得高强度的多个新波长的相干辐射，用于大气污染的测量(见拉曼光谱学、受激光散射)。

散射与通信技术关系也很密切，如利用对流层、电离层以及流星余迹的散射可对上百乃至几百公里距离的定点进行微波或超短波通信，是跨越不能设中继站的地段进行通信的有力措施。此外，微波特别是毫米波穿越雨云和雨幕时，水滴乃至分子的散射与吸收所引起的衰减是不能忽视的。

对流层中随时存在着尺度不同(约10~100m)的湍流区。湍流区内与周围介质的折射率有10-6数量级的差别。这些湍流区如同浸在均匀大气中的介质块，在投射被照射下，其极化电流的辐射场即是散射场，团块极化电流的相位沿着投射波的传播方向逐渐落后。类似行波天线的原理，其前向散射强度远大于背向散射。利用这种前向散射可以进行远距离通信。有效的散射区是收、发天线主波瓣端部相交的区域，见图。由于团块的运动、生灭和分布都是随机的，因而接收信号的幅度和相位也都是随机起伏的。由于团块内外折射指数相差甚微，必须使用较高的频率(常用微波)和相当大的发射功率，才能引起可观的极化电流。收、发天线也必须有较高的增益。

在电离层中也经常存在着电子浓度与周围有差异的团块。由于频率越高等离子体的折射指数越接近于真空，所以利用电离层的不均匀性进行散射通信时只能用米波，而且信号频带受到限制。

太阳系大量微粒和流星以12~-72km/s的相对速度与地球相遇时，大多数情形因灼热而气化，飞出的原子与大气分子碰撞而引起电离，选就是流星的电离余迹，它是细长的等离子体柱。肉眼能观察到高度约100km的流星，其余迹上每米长有1014个以上的自由电子，能在1秒乃至几分钟时间内散射米波，在高空风作用下先变形而后散失。估计每一昼夜约有108个这种流星进入大气，所以这种电离余迹是经常存在的，只是要在发现余迹出现后立即进行断续通信。其散射的方向性较强，与电离层不均性散射相比，同样的发射功率下，通信容量增大至10倍或10倍以上。

由于卫星通信的使用，散射通信的必要性已很小，但卫星数量加多必终致发生信道拥挤;空间武器的发展使通信卫星在战争中难免被破坏，散射通信或将再度受重视。

对卫星通信和直接广播影响最明显的是散射衰减。水珠、雪片乃至大气分子在电磁波照射下，其极化电流的辐射把照射波的能流转化为散射能流和质点的内能，因而使照射波受到衰减。在厘米波段，每一水滴如同一个电偶极子。雨滴散射的散射衰减随频率提高而加大。在毫米波段则进入散射的谐振区。散射衰减随频率增大较快，例如每小时12.5mm的降水中，每公里的衰减分贝数，λ=3cm时约为0.285，λ=1cm时约为2.73，λ=6mm时约为4.72，而λ=3mm时则约为6.72。水蒸汽和氧分子对于毫米波的某些频率也有强烈的衰减:水汽对于λ=1.35cm的波约有2dB/km的衰减，氧对于λ=5mm和2.5mm的波衰减分别达到3.4和14dB/km。因此对于毫米波通信和广播必须选用衰减峰之间的频率，以避免过大的衰减;在计算发射功率时，必须留出足够的余量以弥补传播途径中的衰减。