專利名稱：微粒子pm檢測(cè)方法及設(shè)備的制作方法
微粒子PM檢測(cè)方法及設(shè)備本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種微粒子(以下簡(jiǎn)稱PM)檢測(cè)儀器。這種PM檢測(cè)儀器可以用于如汽車尾氣、煙道氣、大氣、室內(nèi)空氣、各種工業(yè)氣體中PM濃度的在線檢測(cè)。現(xiàn)有代表性的PM檢測(cè)儀器利用光的吸收和散射、PM的帶電特性來(lái)檢測(cè)PM濃度。 圖I顯示如利用光吸收方法來(lái)檢測(cè)PM濃度。一束光透過(guò)氣體到達(dá)光檢測(cè)部。由于含PM的氣體會(huì)吸收或散射光導(dǎo)致光強(qiáng)度的滾減，因此光檢測(cè)部所測(cè)得光強(qiáng)度與氣體中的PM及其它對(duì)光有吸收作用的成分有關(guān)。在光檢測(cè)部上，光信號(hào)被轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后電信號(hào)被處理成對(duì)應(yīng)PM濃度的電壓信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。圖2顯示散射光檢測(cè)儀器的基本結(jié)構(gòu)和檢測(cè)原理。氣體樣品中的PM對(duì)入射到光有散射作用。散射光經(jīng)聚焦鏡頭后到達(dá)光檢測(cè)器。在檢測(cè)器上，光信號(hào)被轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后電信號(hào)被處理成對(duì)應(yīng)PM濃度的電壓信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。利用PM的帶電特性來(lái)檢測(cè)PM濃度的基本原理是先將PM帶電、然后使帶電PM進(jìn)入一個(gè)直流電場(chǎng)。在電場(chǎng)作用下，帶電PM移動(dòng)到電極表面后放出所帶電荷。通過(guò)測(cè)定這些電荷量來(lái)計(jì)算PM濃度。帶電PM自帶電后移動(dòng)到電極表面的時(shí)間跟PM大小有關(guān)。于是，利用帶電特性可以同時(shí)檢測(cè)PM的直徑大小。利用光的吸收和散射來(lái)檢測(cè)PM時(shí)，由于所測(cè)氣體中含有對(duì)光有吸收或散射的非真PM成分，如氣體水或水霧，因此用單一的光吸收或散射無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定PM濃度。而利用PM的帶電特性來(lái)檢測(cè)PM時(shí)，由于PM本身物理性質(zhì)的差異，其帶電量無(wú)法做到同直徑大小同帶電量，其檢測(cè)結(jié)果也就因被檢測(cè)PM的物理性質(zhì)而定。于是，需要一種能準(zhǔn)確、正確檢測(cè)PM的分析儀器。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供下述技術(shù)方案方法I一種利用反射光強(qiáng)度檢測(cè)微粒子(以下簡(jiǎn)稱PM)的方法，對(duì)含PM氣體進(jìn)行過(guò)濾， 分別檢測(cè)過(guò)濾前后從氣體來(lái)的反射光的強(qiáng)度，再按下面算法進(jìn)行計(jì)算PM濃度 通過(guò)測(cè)反射光的強(qiáng)度來(lái)計(jì)算PM濃度[PM]光的吸收滿足Beer-Lambert規(guī)則，即In ^ = δ · [PM] · L(I)式中，I0和I分別為光被吸收前后的強(qiáng)度；δ為常數(shù)；[PM]為PM的濃度；L為光路長(zhǎng)；由于氣體中除了 PM外還有如水等也對(duì)光有吸收作用，在用式I計(jì)算PM濃度時(shí)，要先除掉由于PM以外的光吸收，相當(dāng)于Ibci-Ib，于是，
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權(quán)利要求
1.一種利用反射光強(qiáng)度檢測(cè)微粒子PM的方法，其特征是對(duì)含微粒子即PM氣體進(jìn)行過(guò)濾，分別檢測(cè)過(guò)濾前后從氣體來(lái)的反射光的強(qiáng)度，再根據(jù)所測(cè)得的反射光強(qiáng)度計(jì)算PM濃度。
2.一種利用散射光強(qiáng)度檢測(cè)微粒子PM的方法，其特征是對(duì)含PM氣體進(jìn)行過(guò)濾，分別檢測(cè)過(guò)濾前后從氣體來(lái)的散射光的強(qiáng)度，再根據(jù)所測(cè)得的散射光強(qiáng)度計(jì)算PM濃度。
3.一種同時(shí)采用權(quán)利要求I和2的方法的微粒子PM檢測(cè)方法，其特征是對(duì)含PM氣體進(jìn)行過(guò)濾，分別檢測(cè)過(guò)濾前后從氣體來(lái)的反射光和散射光的強(qiáng)度，再根據(jù)所測(cè)得的反射光強(qiáng)度和散射光強(qiáng)度計(jì)算PM濃度。
4.一種采用權(quán)利要求I或2或3的方法的微粒子PM檢測(cè)儀器，其特征是包括處理器、 氣體PM采集單元、測(cè)定結(jié)果輸出單元、測(cè)定結(jié)果存儲(chǔ)裝置和人機(jī)交互單元；處理器控制氣體PM采集單元工作，氣體PM采集單元的測(cè)定信號(hào)輸出到處理器，處理器通過(guò)測(cè)定結(jié)果輸出單元輸出測(cè)定結(jié)果，人機(jī)交互單元和測(cè)定結(jié)果存儲(chǔ)裝置都與處理器連接；所述氣體PM采集單元包括檢測(cè)腔和氣體泵；檢測(cè)腔的兩端分別設(shè)有至少一個(gè)氣體進(jìn)口和至少一個(gè)氣體出口，氣體出口與氣體泵的進(jìn)氣口連接；檢測(cè)腔內(nèi)，沿氣流方向依次設(shè)有 PM檢測(cè)部、過(guò)濾部和零PM基點(diǎn)部；所述PM檢測(cè)部和零PM基點(diǎn)部的結(jié)構(gòu)相同，它們分別檢測(cè)過(guò)濾部前后的氣體產(chǎn)生的反射光強(qiáng)度和/或散射光強(qiáng)度，它們得到的光吸收和/或光散射后的光強(qiáng)度信號(hào)都傳給處理器進(jìn)行處理；所述氣體泵的工作由處理器控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微粒子PM檢測(cè)儀器，其特征是所述PM檢測(cè)部和零PM基點(diǎn)部的結(jié)構(gòu)相同，它們的結(jié)構(gòu)包括風(fēng)道，以及安裝在風(fēng)道四壁上的光源、反射光板、散射光反射板、反射光強(qiáng)度檢測(cè)部和散射光強(qiáng)度檢測(cè)部；所述反射光板有兩塊，分別是第一反射光板和第二反射光板，第一反射光板和第二反射光板相互平行；散射光反射板與第一、二反射光板垂直，散射光強(qiáng)度檢測(cè)部的探頭朝向散射光反射板；光源和反射光強(qiáng)度檢測(cè)部裝在第一反射光板所在側(cè)壁上，反射光強(qiáng)度檢測(cè)部的探頭和光源露在第一反射光板表面上，且朝向第二反射光板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微粒子PM檢測(cè)儀器，其特征是所述光源的位置靠近散射光強(qiáng)度檢測(cè)部，反射光強(qiáng)度檢測(cè)部的探頭靠近散射光反射板。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微粒子PM檢測(cè)儀器，其特征是所述反射光強(qiáng)度檢測(cè)部和散射光強(qiáng)度檢測(cè)部都是光電傳感器；所述人機(jī)交互單元是顯示裝置和控制鍵盤(pán)；所述測(cè)定結(jié)果輸出單元包括測(cè)定結(jié)果有線輸出接口電路和測(cè)定結(jié)果無(wú)線輸出接口電路，兩個(gè)輸出接口電路的輸出端都連接處理器的測(cè)定結(jié)果輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的微粒子PM檢測(cè)儀器，其特征是檢測(cè)腔內(nèi)沿氣流方向PM檢測(cè)部的前端設(shè)有恒溫部；沿氣流方向零PM基點(diǎn)部的后端設(shè)有壓力檢測(cè)探頭和溫度檢測(cè)探頭，壓力檢測(cè)探頭和溫度檢測(cè)探頭的信號(hào)輸出端連接處理器的輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒子PM檢測(cè)儀器，其特征是包括稀釋氣體溫度控制器，稀釋氣體溫度控制器內(nèi)設(shè)有氣體加熱器和溫度檢測(cè)探頭；溫度檢測(cè)探頭的信號(hào)輸出端連接處理器的輸入端，氣體加熱器的工作狀態(tài)由處理器控制；稀釋氣體溫度控制器的進(jìn)氣口連接氣體泵的排氣口，稀釋氣體溫度控制器的排氣口分別連接PM檢測(cè)部的風(fēng)道、零PM基點(diǎn)部的風(fēng)道和恒溫部的風(fēng)道。
全文摘要
一種利用反射光強(qiáng)度或散射光強(qiáng)度檢測(cè)微粒子PM濃度或含量的方法，是對(duì)含PM氣體進(jìn)行過(guò)濾，分別檢測(cè)過(guò)濾前后從氣體來(lái)的反射光的強(qiáng)度或散射光的強(qiáng)度，通過(guò)計(jì)算來(lái)得到PM濃度或含量。一種采用上述方法的PM檢測(cè)儀器，包括處理器、氣體PM采集單元、測(cè)定結(jié)果輸出單元、測(cè)定結(jié)果存儲(chǔ)裝置和人機(jī)交互單元；處理器控制氣體PM采集單元工作，氣體PM采集單元的測(cè)定信號(hào)輸出到處理器，處理器通過(guò)測(cè)定結(jié)果輸出單元輸出測(cè)定結(jié)果，人機(jī)交互單元和測(cè)定結(jié)果存儲(chǔ)裝置都與處理器連接。
文檔編號(hào)G01N15/06GK102608010SQ20121008768
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者姚水良 申請(qǐng)人:姚水良