專利名稱：微粒子pm檢測方法及設備的制作方法
微粒子PM檢測方法及設備本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種微粒子(以下簡稱PM)檢測儀器。這種PM檢測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。現(xiàn)有代表性的PM檢測儀器利用光的吸收和散射、PM的帶電特性來檢測PM濃度。 圖I顯示如利用光吸收方法來檢測PM濃度。一束光透過氣體到達光檢測部。由于含PM的氣體會吸收或散射光導致光強度的滾減，因此光檢測部所測得光強度與氣體中的PM及其它對光有吸收作用的成分有關。在光檢測部上，光信號被轉(zhuǎn)化成電信號，然后電信號被處理成對應PM濃度的電壓信號和數(shù)字信號。圖2顯示散射光檢測儀器的基本結構和檢測原理。氣體樣品中的PM對入射到光有散射作用。散射光經(jīng)聚焦鏡頭后到達光檢測器。在檢測器上，光信號被轉(zhuǎn)化成電信號，然后電信號被處理成對應PM濃度的電壓信號和數(shù)字信號。利用PM的帶電特性來檢測PM濃度的基本原理是先將PM帶電、然后使帶電PM進入一個直流電場。在電場作用下，帶電PM移動到電極表面后放出所帶電荷。通過測定這些電荷量來計算PM濃度。帶電PM自帶電后移動到電極表面的時間跟PM大小有關。于是，利用帶電特性可以同時檢測PM的直徑大小。利用光的吸收和散射來檢測PM時，由于所測氣體中含有對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法準確測定PM濃度。而利用PM的帶電特性來檢測PM時，由于PM本身物理性質(zhì)的差異，其帶電量無法做到同直徑大小同帶電量，其檢測結果也就因被檢測PM的物理性質(zhì)而定。于是，需要一種能準確、正確檢測PM的分析儀器。為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供下述技術方案方法I一種利用反射光強度檢測微粒子(以下簡稱PM)的方法，對含PM氣體進行過濾， 分別檢測過濾前后從氣體來的反射光的強度，再按下面算法進行計算PM濃度 通過測反射光的強度來計算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度；δ為常數(shù)；[PM]為PM的濃度；L為光路長；由于氣體中除了 PM外還有如水等也對光有吸收作用，在用式I計算PM濃度時，要先除掉由于PM以外的光吸收，相當于Ibci-Ib，于是，
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權利要求
1.一種利用反射光強度檢測微粒子PM的方法，其特征是對含微粒子即PM氣體進行過濾，分別檢測過濾前后從氣體來的反射光的強度，再根據(jù)所測得的反射光強度計算PM濃度。
2.一種利用散射光強度檢測微粒子PM的方法，其特征是對含PM氣體進行過濾，分別檢測過濾前后從氣體來的散射光的強度，再根據(jù)所測得的散射光強度計算PM濃度。
3.一種同時采用權利要求I和2的方法的微粒子PM檢測方法，其特征是對含PM氣體進行過濾，分別檢測過濾前后從氣體來的反射光和散射光的強度，再根據(jù)所測得的反射光強度和散射光強度計算PM濃度。
4.一種采用權利要求I或2或3的方法的微粒子PM檢測儀器，其特征是包括處理器、 氣體PM采集單元、測定結果輸出單元、測定結果存儲裝置和人機交互單元；處理器控制氣體PM采集單元工作，氣體PM采集單元的測定信號輸出到處理器，處理器通過測定結果輸出單元輸出測定結果，人機交互單元和測定結果存儲裝置都與處理器連接；所述氣體PM采集單元包括檢測腔和氣體泵；檢測腔的兩端分別設有至少一個氣體進口和至少一個氣體出口，氣體出口與氣體泵的進氣口連接；檢測腔內(nèi)，沿氣流方向依次設有 PM檢測部、過濾部和零PM基點部；所述PM檢測部和零PM基點部的結構相同，它們分別檢測過濾部前后的氣體產(chǎn)生的反射光強度和/或散射光強度，它們得到的光吸收和/或光散射后的光強度信號都傳給處理器進行處理；所述氣體泵的工作由處理器控制。
5.根據(jù)權利要求4所述的微粒子PM檢測儀器，其特征是所述PM檢測部和零PM基點部的結構相同，它們的結構包括風道，以及安裝在風道四壁上的光源、反射光板、散射光反射板、反射光強度檢測部和散射光強度檢測部；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，散射光強度檢測部的探頭朝向散射光反射板；光源和反射光強度檢測部裝在第一反射光板所在側壁上，反射光強度檢測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)權利要求5所述的微粒子PM檢測儀器，其特征是所述光源的位置靠近散射光強度檢測部，反射光強度檢測部的探頭靠近散射光反射板。
7.根據(jù)權利要求4所述的微粒子PM檢測儀器，其特征是所述反射光強度檢測部和散射光強度檢測部都是光電傳感器；所述人機交互單元是顯示裝置和控制鍵盤；所述測定結果輸出單元包括測定結果有線輸出接口電路和測定結果無線輸出接口電路，兩個輸出接口電路的輸出端都連接處理器的測定結果輸出端。
8.根據(jù)權利要求5或6所述的微粒子PM檢測儀器，其特征是檢測腔內(nèi)沿氣流方向PM檢測部的前端設有恒溫部；沿氣流方向零PM基點部的后端設有壓力檢測探頭和溫度檢測探頭，壓力檢測探頭和溫度檢測探頭的信號輸出端連接處理器的輸出端。
9.根據(jù)權利要求6所述的微粒子PM檢測儀器，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)設有氣體加熱器和溫度檢測探頭；溫度檢測探頭的信號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檢測部的風道、零PM基點部的風道和恒溫部的風道。
全文摘要
一種利用反射光強度或散射光強度檢測微粒子PM濃度或含量的方法，是對含PM氣體進行過濾，分別檢測過濾前后從氣體來的反射光的強度或散射光的強度，通過計算來得到PM濃度或含量。一種采用上述方法的PM檢測儀器，包括處理器、氣體PM采集單元、測定結果輸出單元、測定結果存儲裝置和人機交互單元；處理器控制氣體PM采集單元工作，氣體PM采集單元的測定信號輸出到處理器，處理器通過測定結果輸出單元輸出測定結果，人機交互單元和測定結果存儲裝置都與處理器連接。
文檔編號G01N15/06GK102608010SQ20121008768
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2012年3月28日
發(fā)明者姚水良 申請人:姚水良