[发明专利]一种基于介质损耗角正切值对微塑料进行检测识别的装置

说明书

本发明涉及一种基于介质损耗角正切值对微塑料进行检测识别的装置，其包括输入电源，输入电源的输出端分别与试样电路一端和标准电路一端连接，位于试样电路的上方设置有加料器；试样电路另一端和标准电路另一端均连接至数据采集存储模块输入端，且另一端均接地；数据采集存储模块输出端与数据处理模块连接；由数据采集存储模块检测试样电路和标准电路上的电压和电流值传输至数据处理模块，并将进行存储；数据处理模块对接收到的数据进行信号转换，并处理得到被测微塑料的介质损耗角正切值，实现对微塑料的识别检测。本发明能减少现有方法的不确定性，保证识别结果的准确性，能广泛在环境监测及环境介质中微塑料的识别检测技术领域中应用。

技术领域

本发明涉及一种环境监测及环境介质中微塑料的识别检测技术领域，特别是关于一种基于介质损耗角正切值对微塑料进行检测识别的装置。

背景技术

塑料材料自发明以来，由于其良好的性能，得到了人们广泛的应用。但是，被废弃的塑料产品，会长时间积累在环境中，受物理、化学作用破碎成小的塑料碎片，而且能够进行远距离迁移，一部分塑料废弃物在风力、降水、河流流动等作用下进入海洋环境，经阳光辐射、生物侵蚀、潮汐和海浪冲刷等物理作用下破碎成更小的碎片。目前，人们把这些尺寸大小在1nm至5mm的塑料材质纤维、颗粒和碎片定义为微塑料。微塑料在海洋环境中广泛分布，由于其较大的比表面积，更易吸附有机污染物和重金属。同时，微塑料容易被海洋生物摄取，造成危害。微塑料正逐渐作为一种新型的环境污染物引起人们广泛的关注。

开展微塑料的污染状况研究，需要对环境介质中微塑料的存在进行检测，而且后续的研究需要对微塑料进行定性分析，以获取微塑料污染的具体信息。目前国内外就塑料种类判别的方法主要有传统物化法和新型无损检测法，传统方法根据外观、密度、燃烧以及溶解度特性对塑料种类加以判别，使用的方法有外观判别法、密度判别法、溶解度法、热解法、燃烧判别、双重热分析法，这些方法存在不同的缺点，导致难以大量推行。微塑料的新型定性分析主要有扫描电镜、电子显微镜扫描、红外光谱、拉曼光谱、热解吸气相色谱-质谱等，这些设备适用于室内分析，普遍存在分析成本较高，分析环境条件要求较高的问题，难以用于采样现场的快速检测。

塑料组成单体种类、加工工艺和添加剂成分及含量不同，对应其性能特征有着明显的差异。在电特性方面，主要以介电常数和介质损耗角正切两个参数来表示。

常见的塑料的介电参数如下：

从表中可以看出，不同塑料的介电常数差别不是很大，但不同塑料的介质损耗角正切却相差较大，有的甚至差别一个量级。因此，如何利用介质损耗角正切的差别对微塑料进行识别，将成为非常有效的手段。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于介质损耗角正切值对微塑料进行检测识别的装置，其大大减少了传统鉴别方法的不确定性，能有效保证识别结果的准确性，检测效率较高。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于介质损耗角正切值对微塑料进行检测识别的装置，其特征在于：该装置包括输入电源、加料器、试样电路、标准电路、数据采集存储模块和数据处理模块；所述输入电源的输出端分别与所述试样电路一端和标准电路一端连接，位于所述试样电路的上方设置有所述加料器；所述试样电路另一端和标准电路另一端均连接至所述数据采集存储模块输入端，且所述试样电路另一端和标准电路另一端均接地；所述数据采集存储模块输出端与所述数据处理模块连接；由所述数据采集存储模块检测所述试样电路和标准电路上的电压和电流值传输至所述数据处理模块，并进行存储；所述数据处理模块对接收到的数据进行信号转换，并处理得到被测微塑料的介质损耗角正切值，实现对微塑料的识别检测。

进一步，所述试样电路和标准电路均包括由两极板构成的电容器和电阻；所述电容器中的一极板与所述电源输出端连接，另一极板与所述电阻一端连接；所述电阻另一端与所述数据采集存储模块连接，并接地。