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PM2.5粉尘传感器的测量方法的优缺点

PM是“particulate matter(颗粒物)”的缩写,悬浮在空气中,直径小于等于2.5微米的称为PM2.5,又称细颗粒物。但PM2.5对人体健康威胁更大,极易富集于肺部深处,因此又被称作入肺颗粒物。与较粗大的颗粒物相比,富含更大量的有毒有害物质,而且能在大气中停留更长时间,输送距离也更远,对大气环境及人体健康的影响也更大,是导致黑肺和灰霾天的主要凶手。

  空气中漂浮着各种大小的颗粒物,PM2.5是其中较细小的那部分。要想测定PM2.5的浓度,需要分两步走:第一步:把PM2.5与较大的颗粒物分离;第二步:测定分离出来的PM2.5的重量。

  下面是PM2.5传感器测量的几种技术:

  一、Beta射线法

  将pm2.5收集到滤纸上,然后照射一束贝塔射线,射线穿越颗粒物时被衰减,衰减的程度与颗粒物的重量成正比,根据射线的衰减就可以计算出pm2.5的重量。β射线吸收原理:原子核在发生β衰变时,放出β粒子。β粒子实际上是一种快速带电粒子,它的穿透能力较强,当它穿过一定厚度的吸收物质时,其强度随吸收层厚度增加而逐渐减弱的现象叫做β吸收。

  优点:准确度高,传感器信号和颗粒物质量关联度高

  缺点:响应速度慢,通常只用它的小时平均值

  二、微量震荡天平法

  一头粗一头细的空心玻璃管,粗头固定,细头装有滤芯。空气从粗头进,细头出,PM2.5就被截留在滤芯上。在电场的作用下,细头以一定频率振荡,该频率和细头重量的平方根成反比。于是,根据振荡频率的变化,就可以算出收集到的PM2.5的重量。振荡天平法是基于航天技术的锥形元件微量振荡天平原理而研制的。通过测定系统频率的变化可测得对应时间颗粒物浓度。

  优点:准确,灵敏度高,适应范围广,可连续监测

  缺点:体积大,价格昂贵

  三、重量法

  将PM2.5直接截留在滤膜上,然后用天平称重。还有就是滤膜并不能把所有的PM2.5都收集到,一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜。只要滤膜对于0.3微米以上的颗粒有大于99%的截留效率,就算是合格的。损失部分极细小的颗粒物对结果影响并不大,因为那部分颗粒对PM2.5的重量贡献很小。

  优点:国标方法,最直接最可靠,是验证其他方法是否准确的标杆

  缺点:不能显示瞬时值,只能显示平均值

  四、光散射法

  当光照射在空气中悬浮颗粒物上时,会产生散射光,散射光的强度与其质量浓度成正比。通过测量散射光强度,应用质量浓度转换系数,得出颗粒物浓度值

  优点:检测速度快,体积小,便于现代,适合公共场所的颗粒物浓度测量

  缺点:不确定性高于其他方法

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