[发明专利]大气颗粒物密度测量装置及方法

说明书

一种大气颗粒物密度测量装置及方法，该大气颗粒物密度测量装置包括采样单元，包括旋风切割器和主路采样管；除湿单元，与主路采样管连接；颗粒物体积测量单元，与除湿单元连接，用于测量大气颗粒物的体积；以及振荡天平质量传感器单元，与颗粒物体积测量单元连接，用于测量大气颗粒物的质量。本发明实现了基于光散射粒径谱和振荡天平方法的颗粒物密度连续测量；采用设定不同流量来控制切割器切割粒径范围，实现对特定粒径范围采样；采用不同粒径范围的交替测量，实现了对特定粒径区间范围的颗粒物密度的精确测量。

技术领域

本发明涉及环境污染监测技术领域，尤其涉及一种大气颗粒物密度测量装置及方法。

背景技术

近年来，随着环保力度和范围的不断扩大，大气污染得到了较大改善，大气污染监测和治理方法也朝着精准监测治理的方向发展。对于大气颗粒物成分的分析逐渐被重视起来。但是目前在现有技术中，还没有直接进行连续测量大气颗粒物密度的方法和设备，这对大气污染溯源和成分分析带来较多不便和限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种大气颗粒物密度测量装置及方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种大气颗粒物密度测量装置，包括：

采样单元，包括旋风切割器和主路采样管；

除湿单元，与主路采样管连接；

颗粒物体积测量单元，与除湿单元连接，用于测量大气颗粒物的体积；以及

振荡天平质量传感器单元，与颗粒物体积测量单元连接，用于测量大气颗粒物的质量。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种大气颗粒物密度测量的方法，采用如上所述的大气颗粒物密度测量装置，包括：

设置旋风切割器的切割粒径为D；

启动大气颗粒物密度测量装置，记录振荡天平质量传感器单元中振荡天平的初始谐振频率f₀；

持续采样预设时间t，记录采样结束时振荡天平的谐振频率f₁；

颗粒物体积测量单元统计预设时间t内所有粒径对应的粒子数量并计算得到该预设时间t内颗粒物总体积V；

计算得到粒径≤D的颗粒物平均密度值ρ，其中ρ＝Δm/V，Δm＝k₀(1/f₁²-1/f₀²)，k₀为弹性系数，Δm为预设时间t内颗粒物总的质量差。

作为本发明的又一个方面，还提供了一种大气颗粒物密度测量的方法，采用如上所述的大气颗粒物密度测量装置，包括：

设置采样总流量为Q₁、旋风切割器的切割粒径为D₁；

启动大气颗粒物密度测量装置，采用振荡天平质量传感器单元得到第一预设时间t₁内的颗粒物总质量差Δm₁；采用颗粒物体积测量单元得到第一预设时间t₁内的颗粒物总体积V₁；

设置采样总流量为Q₂、旋风切割器的切割粒径为D₂；其中，Q₂＜Q₁，D₂＞D₁；

采用颗粒物体积测量单元实时计算当前的所有测量的粒子中的粒径为D₁及以下的所有粒子的总体积V_D1，当V_D1等于V₁时，停止采样，总采样时间为t₂；