振蕩天平大氣顆粒物在線監(jiān)測方法的研究與系統(tǒng)設計.pdf

1、大氣中的空氣動力學直徑小于10um的顆粒物(PM10)能夠通過呼吸道進入人的肺部，對人類健康威脅最大。目前，多數國家都把PM10的質量濃度作為城市空氣質量監(jiān)測的重要參數之一。而傳統(tǒng)的PM10監(jiān)測方法(基于濾膜采樣的稱重分析法)效率低下。所以，研究對PM10質量濃度進行連續(xù)、自動、準確測量的新技術，不僅是國家環(huán)保部門業(yè)務運行的需要，同時將為開展相關領域的研究提供技術于段。
　　 本文提出了一個基于“稱重”原理的顆粒物質量濃度自動在

2、線監(jiān)測技術，即振蕩天平法大氣顆粒物在線監(jiān)測技術。其基本原理是利用物體固有振蕩頻率與物體質量之間的固有關系，通過測量特殊設計的錐形振蕩管的振蕩頻率實現微克量級的顆粒物質量濃度的直接、實時測量。已知流量的氣流通過10um切割頭后通過頂端固定濾膜的錐形振蕩管，這個錐形振蕩管在其固有頻率上振蕩。當顆粒物積累在濾膜上時，振蕩管的固有頻率下降。所以系統(tǒng)可以通過檢測振蕩管的頻率變化量來計算濾膜上顆粒物的質量。
　　 本研究設計并實現了振蕩天平

3、法大氣顆粒物在線監(jiān)測儀。針對采樣顆粒物空氣動力學粒徑選擇問題，設計了撞擊式PM10切割頭。為了符合國家顆粒物采樣標準，本文設計并實現了恒溫恒流基于濾膜的大氣顆粒物采樣系統(tǒng)。設計并實現了基于DSP微處理器的電子學控制系統(tǒng)和控制軟件。為了滿足高精度質量測量的要求，在對諧振式傳感器理論進行深入研究的基礎上，解決了錐形振蕩管成形、微振蕩傳感和伺服補償等關鍵技術，實現了完全適用于大氣顆粒物質量測量的諧振式質量傳感器。介紹了在北京開展的系列對比試驗