[发明专利]一种空气可吸入颗粒物浓度越限报警装置

说明书

技术领域

本发明涉及空气污染物监测技术领域；特别是涉及一种对室内空气可吸入颗粒物浓度进行实时监测及报警的新型技术。

背景技术

随着工业化进程的推进和人们生活水平的提高，环境问题尤其是空气质量问题日益引起人们的关注。2011年冬天我国北方出现了严重的雾霾天气，对人们的健康生活有很大的危害。形成雾霾的主要原因是空气中可吸入颗粒物浓度过高，可吸入颗粒物是指大气中直径小于或等于10μm的颗粒物。其中的直径小于2.5μm的颗粒物则对人体的危害更大，它能直接侵入人体的肺泡，还可以通过支气管和肺泡进入血液，使其中的有害气体、重金属等溶解在血液中。故现有空气质量监测技术多基于对直径小于2.5μm的颗粒物的监测实现。

另外，据调查显示，普通人每天在室内的时间占80％之高，因此对人们朝夕相处的室内空气进行可吸入颗粒物浓度监测意义重大。目前可吸入颗粒物浓度的测量方法主要有滤膜称重法、光散射法、β射线法、微量振荡天平法等。在众多室内空气颗粒物浓度检测仪的相关专利中提及的颗粒物浓度检测模块即颗粒物浓度传感器采用的均为光散射原理。为实现颗粒物浓度的快速在线检测，同时保证便携性，申请号为201320298597.3、名称为《一种细颗粒物传感器》公开了一种基于光散射原理的颗粒物浓度传感器设计方案，该传感器利用红外发射单元发出红外光照射粉尘通过孔内空气样本中的悬浮颗粒物发生光的散射，并在一定方向上用光电转换单元接受散射光强、光能的空间分布、频数等光学信号并转换成电学信号输出，从而间接得出颗粒物浓度值。此类传感器测量速度快、重复性好、自动化程度高，在其基础上发明出的室内空气颗粒物浓度检测仪一定程度上符合使用要求，但由于散射光的性质是由颗粒物结构、形状、粒度决定的，测定结果是单位体积内的粒子数(CPM)，而我国现行的卫生标准规定的是质量浓度(mg/m³)，CPM与mg/m³之的转换系数K需要使用国家的滤膜称重法进行测量标定，而K值受环境因素影响巨大，不同地区不同季节的K值相差甚远，目前仅有少数中心城市测定了K值，这一特征限制了光散射法的广泛应用。此外，颗粒物的重叠遮挡和光学器材的稳定性不足都会使光散射法测颗粒物浓度产生较大误差。虽然上文提及的不足之处能通过升级软件和硬件的手段在一定程度上得到解决，但是检测成本也随之大幅升高，所以光散射法的先天不足使得它不能像基于重力法的检测仪器那样在合理的成本下保证测量的直接和准确。另外，为实现对室内空气可吸入颗粒物浓度的监测，公告号为CN103196775A、名称为《重量法大气颗粒物浓度在线监测采样、称重装置与方法》以滤膜称重法为核心原理，保证了测量的准确性，同时通过巧妙的结构设计和单片机的辅助实现了采样、称量、数据处理的自动化，使重量法也能实现在线监测，提高了监测的实效性。该设计方案将完整的分析天平作为装置的一部分用以重量的精确测量，但分析天平属于精密测量仪器，均价在万元以上，这使得装置自身成本极高，难以推广民用。

因此，研究设计一种在日常生活标准下能够监测空气(特别是室内空气)中可吸入颗粒物浓度并越限报警，且结构简单，成本低，安装操作简便，能够广泛适用的监测装置具有远大的应用前景和实际意义。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够在日常标准下当空气可吸入颗粒物的浓度超过限值时进行报警的空气可吸入颗粒物浓度越限报警装置；使其具有结构简单，成本低廉，检测灵敏可靠等效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：