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空气污染延续主动监测仪器(四) 技巧前沿 中国

  主动测定空气中PM10多采取β射线接收PM10主动监测仪,也有的用石英晶体振荡天平PM10主动监测仪或光散射PM10主动监测仪。

  1.β射线接收PM10主动监测仪

  β射线接收法的道理基于:物质对β射线的接收感化。当β射线经过被测物质时,射线强度衰减水平与所透过物质的质量有关,而与物质的物理、化学性质有关。

  β射线接收PM10主动监测仪的任务道理如图9-13所示。它是经过测定干净滤带(未收集PM10)和采样滤带(已收集PM10)对β射线接收水平的差异来测定所采PM10量。因为收集气样的体积是已知的,故可得知空气中PM10浓度。

  

  图9-13β射线接收PM10主动监测仪的任务道理

  1.大年夜粒子切割器;2.射线源;3.滤带;4.滚筒;5.集尘器;6.检测器(脉冲计数管);7.抽气泵

  收集PM10的滤带为玻璃纤维滤纸或聚四氟乙烯滤膜;β射线源可用14C、147Pm等低动力;检测器采取脉冲计数管,对β射线脉冲停止计数。

  设等强度的β射线穿过干净滤带和采样滤带后的强度辨别为N0和N(脉冲计数),二者的关系为:

  N=N0-k·△m

  式中:K—质量接收系数,cm2/mg;

  △m—采样滤带单位面积上PM10的质量,mg/cm3。

  上式可写成以下方法:

  

  设采样滤带收集PM10局部的面积为A,采气体积为V,则空气中PM10质量浓度P可用下式表现:

  

  上式说明当仪器任务条件选定后,空气中PM10质量浓度只取决于β射线穿过干净滤带和采样滤带后的强度,而穿过干净滤带后的β射线强度是必然的,故PM10质量浓度取决于β射线穿过采样滤带后的强度。

  已有研究证实,空气中PM10的粒度散布呈双峰型,即0.1~1 um有一个峰,5um左近有一个峰,据此已制出双质量型β射线接收PM10主动监测仪,可同时测出细粒区(0.1~1um)和粗粒区(5~10 um) PM10的浓度。

  2.石英晶体振荡天平PM10主动监测仪

  这类仪器以石英晶体谐振器为传感器。石英晶体谐振器是一个两侧装有励磁线圈,顶端安置可更换滤膜的石英晶体锥形管。励磁线圈为石英晶体谐振器振荡供给鼓舞能量。当含PM10的气样流过滤膜时,PM10聚积在滤膜上,使滤膜质量爆发变更,招致石英晶体谐振器的振荡频率降低,二者的关系可用下式表现:

  


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