[发明专利]考虑滤膜形变的β射线衰减法颗粒物浓度监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种考虑滤膜形变的β射线衰减法颗粒物浓度监测方法及系统，该系统包括β射线衰减法颗粒物浓度测试仪、处理器和摄像机，摄像机拍摄滤膜发生变形后的图像并传输给处理器，处理器对滤膜进行采样点划分并获取采样点处的厚度并计算采样后滤膜的质量，处理器依据本发明的方法计算得到颗粒物浓度。本发明的监测系统结构简单，消除了滤膜发生形变而造成的测量误差，提高了测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及空气污染物监测技术领域，具体涉及一种考虑滤膜形变的β射线衰减法颗粒物浓度监测方法及系统。

背景技术

随着我国环保事业的不断发展，人们对大气颗粒物认识的逐步深入，固定污染源颗粒物浓度实时监测也终将成为必然。目前，颗粒物浓度的监测方法主要有光学法、β射线衰减法、电荷感应法以及微量振荡天平法等。针对燃煤电厂超低排放监测，光学法与电荷感应法具有实时连续监测的优势，然而光学法监测设备处于长期运行时，易发生光学窗口污染、仪器漂移等问题，需要后期频繁标定，电荷感应法测量结果的准确性受颗粒物的荷电性能以及环境温湿度变化的影响较大。较其它检测方法,β射线衰减法和微量振荡天平法检测原理直接反映了颗粒物本身的密度和质量，具有较高的准确性和稳定性，但实时性较差。

相对于微量振荡天平法，β射线衰减法具有维护量小、成本低的优点，以β射线衰减法作为标定方法的监测设备将更有利于在颗粒物监测领域的普及和推广。然而，在低浓度环境下测量时，β射线衰减法测量结果仍然具有较大的误差，如何优化β射线衰减法检测技术，实现颗粒物浓度的精确测量是亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种考虑滤膜形变的β射线衰减法颗粒物浓度监测方法及系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种考虑滤膜形变的β射线衰减法颗粒物浓度监测方法，其包括如下步骤：

S1，采集β射线衰减法颗粒物浓度测试仪测试前的厚度，以及测试后不同位置的滤膜测试厚度与真实厚度的夹角，获得测试后滤膜发生变形后的采样厚度，其中，L₁为测试前滤膜的厚度，L_2i为测试后滤膜发生变形后的采样厚度，将测试后的滤膜分割为n个采样点，n为正整数，i为采样点，i为正整数且1≤i≤n，L₁/L_2i＝cosθ_i，θ_i为采样点i处测试厚度与真实厚度的夹角；

S2，假设放射源初始射线强度I₀保持不变，测量采样前后的β射线穿过滤膜后的强度I₁、I₂，

利用L₁、L_2i得到：

其中，I'_2i为滤膜发生变形后β射线穿过介质后的采样点i处的射线强度，I₁为测量采样前的β射线穿过滤膜后的强度，μ_m为被测物质的质量吸收系数，ρ为被测物质的密度；

S3，计算测量采样后的β射线穿过滤膜后的强度I₂，

S4，根据获得的滤膜厚度或滤膜质量计算厚度影响因子ε，采样前后滤膜增量公式为：

其中，m₁为采样前滤膜的质量、m₂为采样后滤膜与颗粒物质量之和，s为被测区域面积；

S5，计算得到颗粒物浓度：

所述V为采样流量。