振蕩天平大氣顆粒物在線監(jiān)測(cè)方法的研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、大氣中的空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于10um的顆粒物(PM10)能夠通過(guò)呼吸道進(jìn)入人的肺部，對(duì)人類健康威脅最大。目前，多數(shù)國(guó)家都把PM10的質(zhì)量濃度作為城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的重要參數(shù)之一。而傳統(tǒng)的PM10監(jiān)測(cè)方法(基于濾膜采樣的稱重分析法)效率低下。所以，研究對(duì)PM10質(zhì)量濃度進(jìn)行連續(xù)、自動(dòng)、準(zhǔn)確測(cè)量的新技術(shù)，不僅是國(guó)家環(huán)保部門業(yè)務(wù)運(yùn)行的需要，同時(shí)將為開展相關(guān)領(lǐng)域的研究提供技術(shù)于段。
　　 本文提出了一個(gè)基于“稱重”原理的顆粒物質(zhì)量濃度自動(dòng)在

2、線監(jiān)測(cè)技術(shù)，即振蕩天平法大氣顆粒物在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。其基本原理是利用物體固有振蕩頻率與物體質(zhì)量之間的固有關(guān)系，通過(guò)測(cè)量特殊設(shè)計(jì)的錐形振蕩管的振蕩頻率實(shí)現(xiàn)微克量級(jí)的顆粒物質(zhì)量濃度的直接、實(shí)時(shí)測(cè)量。已知流量的氣流通過(guò)10um切割頭后通過(guò)頂端固定濾膜的錐形振蕩管，這個(gè)錐形振蕩管在其固有頻率上振蕩。當(dāng)顆粒物積累在濾膜上時(shí)，振蕩管的固有頻率下降。所以系統(tǒng)可以通過(guò)檢測(cè)振蕩管的頻率變化量來(lái)計(jì)算濾膜上顆粒物的質(zhì)量。
　　 本研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了振蕩天平

3、法大氣顆粒物在線監(jiān)測(cè)儀。針對(duì)采樣顆粒物空氣動(dòng)力學(xué)粒徑選擇問(wèn)題，設(shè)計(jì)了撞擊式PM10切割頭。為了符合國(guó)家顆粒物采樣標(biāo)準(zhǔn)，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了恒溫恒流基于濾膜的大氣顆粒物采樣系統(tǒng)。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于DSP微處理器的電子學(xué)控制系統(tǒng)和控制軟件。為了滿足高精度質(zhì)量測(cè)量的要求，在對(duì)諧振式傳感器理論進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，解決了錐形振蕩管成形、微振蕩傳感和伺服補(bǔ)償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了完全適用于大氣顆粒物質(zhì)量測(cè)量的諧振式質(zhì)量傳感器。介紹了在北京開展的系列對(duì)比試驗(yàn)