[发明专利]空气颗粒物的检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气颗粒物检测领域，尤其涉及一种空气颗粒物的检测装置及检测方法。本发明涉及使用不同波段的光照射空气中悬浮颗粒物后进行散射，散射光进入高灵敏度光电转换装置进行检测，再配合外围的气路设备，组建成一种可以实时分析空气中颗粒物(大气气溶胶)浓度的装置。主要应用于大气科学研究、大气能见度观测、气溶胶散射系数的测量、精细颗粒物(PM2.5或PM10)的相关研究等。

背景技术

随着工业污染的加剧，雾霾天气频繁出现，空气污染已经严重影响到人类身体健康。空气质量的检测变得尤为重要，对空气中的颗粒物进行检测、分析和研究是当前环保工作的重点。按照空气动力学直径大小，大气颗粒物可分为：(1)直径小于100微米的总悬浮颗粒物(简称TSP)；(2)直径小于10微米的可吸入颗粒物；(3)直径小于2.5微米的细颗粒物。其中细颗粒物PM2.5可以长时间悬浮在大气中，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，PM2.5的粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(如重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长，移动距离远，因此对人体健康和大气环境质量的影响相对更大。

当前传统的测试PM2.5和PM10浓度的方法大致为三种：(1)手动称重法；(2)振荡天平法；(3)贝塔射线测量法。这三种方法都有其弊端：第一种手动称重法无法做连续自动检测，且采集时间至少要30分钟以上；第二种震荡天平法虽然测量精度高且可以实时得出测量数据，但该方法受空气湿度影响非常严重，且这种方法对机械设计要求非常高，导致价格不菲，后期维护困难；第三种方法虽然能够连续采样，但采集时间至少要30分钟以上，需要耗材和大量的维护成本，且内部具有贝塔射线源，对人体有无法估量的伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气颗粒物的检测装置及检测方法，能够更好的对大气颗粒物进行实时、高精度检测，以解决现有技术中上述三种检测方法所面临的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种空气颗粒物的检测装置及检测方法，其技术方案如下：

一种空气颗粒物的检测装置，包括可切换波长光源单元，所述可切换波长光源单元用于发射光线；散射均光片单元，所述散射均光片单元位于所述可切换波长光源单元的下方，所述散射均光片单元用于对光线进行漫散射，产生漫散射光；散射腔单元，所述散射腔单元位于所述可切换波长光源单元的下方并位于所述散射均光片单元的下侧，在所述散射腔单元的左侧面上设有第一微孔，在所述散射腔单元的右侧面上设有第二微孔，在所述散射腔单元内流经有待测气体，所述待测气体内含有悬浮颗粒物；陷光肼单元，所述陷光肼单元位于所述散射腔单元的左侧，在所述陷光肼单元内设有光学折射单元和第一光阑单元，在所述第一光阑单元上设有第三微孔，所述第一光阑单元位于所述第一微孔和所述光学折射单元之间，所述陷光肼单元用于消除杂散光；测量室单元，所述测量室单元位于所述散射腔单元的右侧，在所述测量室单元内设有第二光阑单元，在所述第二光阑单元上设有第四微孔，所述第一微孔、所述第二微孔、所述第三微孔、所述第四微孔在同一水平面上，所述测量室单元用于限定测量体积及消除杂散光；光检测单元，所述光检测单元和所述测量室单元相连；计算机系统单元，所述计算机系统单元和所述光检测单元相连。

如上述的空气颗粒物的检测装置，进一步优选为：还包括遮光片单元，所述遮光片单元可旋转地设在散射腔单元内，并位于所述散射均光片单元的右端。

如上述的空气颗粒物的检测装置，进一步优选为：在所述测量室单元内活动安装有光学快门单元，所述光学快门单元位于所述第二微孔的上方。

如上述的空气颗粒物的检测装置，进一步优选为：在所述散射腔单元内设有压力传感器，用于实时测量所述待测气体的压力，所述压力传感器和所述计算机系统单元相连。

如上述的空气颗粒物的检测装置，进一步优选为：在所述散射腔单元内设有温度传感器，用于实时测量所述待测气体的温度，所述温度传感器和所述计算机系统单元相连。

如上述的空气颗粒物的检测装置，进一步优选为：在所述散射腔单元内设有湿度传感器，用于实时测量所述待测气体的湿度，所述湿度传感器和所述计算机系统单元相连。

如上述的空气颗粒物的检测装置，进一步优选为：还包括校准模块单元，所述校准模块单元和所述计算机系统单元相连，用于自动校准零点和标点。

如上述的空气颗粒物的检测装置，进一步优选为：还包括外围气路设备，所述外围气路设备和所述散射腔单元相连，用于将所述待测气体实时通入所述散射腔单元内。