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

1、大氣中的空氣動力學(xué)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(shù)國家都把PM10的質(zhì)量濃度作為城市空氣質(zhì)量監(jiān)測的重要參數(shù)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(zhì)量濃度進行連續(xù)、自動、準確測量的新技術(shù)，不僅是國家環(huán)保部門業(yè)務(wù)運行的需要，同時將為開展相關(guān)領(lǐng)域的研究提供技術(shù)于段。
　　 本文提出了一個基于“稱重”原理的顆粒物質(zhì)量濃度自動在

2、線監(jiān)測技術(shù)，即振蕩天平法大氣顆粒物在線監(jiān)測技術(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，通過測量特殊設(shè)計的錐形振蕩管的振蕩頻率實現(xiàn)微克量級的顆粒物質(zhì)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(dāng)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(zhì)量。
　　 本研究設(shè)計并實現(xiàn)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(xué)粒徑選擇問題，設(shè)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(shè)計并實現(xiàn)了恒溫恒流基于濾膜的大氣顆粒物采樣系統(tǒng)。設(shè)計并實現(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)量測量的要求，在對諧振式傳感器理論進行深入研究的基礎(chǔ)上，解決了錐形振蕩管成形、微振蕩傳感和伺服補償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了完全適用于大氣顆粒物質(zhì)量測量的諧振式質(zhì)量傳感器。介紹了在北京開展的系列對比試驗