[发明专利]气体颗粒物浓度检测器及使用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体颗粒物(PM)浓度的检测器，尤其涉及能快速准确检测气体颗粒物浓度并有效过滤去除颗粒物的检测器。

背景技术

颗粒物(Particulate matter,简称PM)特指悬浮在空气中的固体颗粒或液滴，是空气污染的主要来源之一，直径小于或等于10微米的颗粒物称为可吸入颗粒物(PM10)；直径小于或等于2.5微米的颗粒物称为细颗粒物(PM2.5)。颗粒物能够在大气中停留很长时间，影响大气能见度，并可随呼吸进入体内，积聚在气管或肺中，影响身体健康。PM2.5是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中排放的残留物质，大多含有重金属等有毒物质。一般而言，粒径2.5μm～10μm的粗颗粒物主要来自道路扬尘等；2.5μm以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物等。世界卫生组织(WHO)认为，PM2.5对人体健康影响巨大。PM2.5质量浓度＜10μg/m³是安全值。当PM2.5年均质量浓度达到35μg/m³时，人的死亡风险比10μg/m³的情形约增加15％。虽然细颗粒物只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，细颗粒物粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。研究表明，颗粒越小对人体健康的危害越大。细颗粒物能飘到较远的地方，因此影响范围较大。细颗粒物对人体健康的危害要更大，因为直径越小，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，2μm以下的可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。[J.Grundmann,S.Müller,R.J.Zahn,Treatment of Soot by Dielectric Barrier Discharges and Ozone[J].Plasma Chemistry and Plasma Processing,2005,25(5),455466；Raghu B,Rajasekhar B.Emissions of Particulate-bound Elements from Biodiesel and Ultra Low Sulfur Diesel:Size Distribution and Risk Assessment[J].Chemosphere,2013,90:1005-1015.]。

目前，我国的大气污染日益严重，其中颗粒物污染尤其严峻，已经成为每个老百姓关注的热点问题。2012年2月29日，国务院常务会议发布新修订的《环境空气质量标准》，部署加强大气污染综合防治重点工作，增加了空气PM2.5的监测。对于大气中的PM的检测，一般通过传统的大气采样器采样10小时左右，然后通过称重法确定PM浓度，但是由于常规的过滤膜对PM2.5的收集效果不高，并且所需时间太长。对于汽车与柴油车尾气中PM2.5浓度的检测，一般通过光的折射与散射来测量，但是由于尾气中含有大量的纳米级的颗粒物，常规的光学检测法对此类颗粒物的检测效果不好；并且尾气中气体流量等一系列条件不稳定也增加了检测的难度与结果的准确性。本发明采用一种聚四氟乙烯过滤膜具有极强的PM过滤效果，对大气中的PM，甚至是汽车排出的尾气的PM去除率达到99％以上。通过气流检测器、气流分离器、气流检测控制器、无油真空泵和高精度电子天平能在几分钟内计算出所测气体的PM浓度。

目前对于PM2.5的检测每天都有数据发布，但能快速准确检测出气体PM浓度的检测器却鲜有报道。PM在大气中浓度很低，如何快速准确检测出PM浓度尤其是PM2.5的浓度十分困难。要真正实现快速准确检测出气体中PM浓度，必须在过滤材料、无油真空泵和高精确度称量天平等方面有所突破。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的气体颗粒物浓度检测器。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种气体颗粒物浓度检测器，包括PM过滤器、气流检测器、排气管、气流分流器、采样管、真空泵以及气流检测控制器；采样管的一段插入排气管中所述排气管内设置气流检测器；所述排气管与PM过滤器的进气口之间通过采样管相互连通；所述真空泵的吸气口与PM过滤器的出气口相互连通；所述真空泵的排气口与气流分流器相互连通；所述气流分流器的一路排气口与采样管相互连通，所述气流分流器的另外一路排气口排空；所述气流检测控制器分别与气流检测器和气流分流器信号连接。