粉尘颗粒在线检测方法

概述

粉尘颗粒的范围很广泛，颗粒大小从纳米级到数千微米范围，它们对环境污染、能源消耗、人类健康、产品质量、生物生长、疾病防控、气候变化等都有很重大影响。对粉尘颗粒大小、数量或浓度的测量在国民活动中具有非常重要的意义，在线粉尘颗粒检测的研究既是基础的课题，也是需要得到广泛推广和运用的技术。

粉尘颗粒在线检测方法

一般，在线检测需有如下几大特点：

1.不受环境温湿度影响或受影响可修正

2.每个数据检测要快速，时间要短

3.可连续检测

4.可远程连续获取检测数据

如下表是几种粉尘检测方法的主要特性对比：

从以上对比表格中不难看出，光散射法粉尘检测具有较优的综合特点：不受环境温湿度影响、检测时间短、操作简易、数据具有连续性、数据可远程连续获取等等，是在线环境粉尘检测的首选。

根据Mie散射理论可知，粉尘颗粒在立体角θ1/θ2范围内的全程散射光通量F为：

这里IS=I（IO，D，θ，λ）的函数，与入射光强IO、光波长λ、粒径D、颗粒折射率m、散射角θ等有关。

这个散射光通量F只与检测颗粒要素的物理量有关，与颗粒的材质、颗粒的比重等无关。这就给粉尘检测带来了误差因素。比如，当水汽颗粒被检测到时，光散射传感器会认为是粉尘颗粒，会对环境粉尘浓度检测造成误差。粉尘浓度：

这里对在线粉尘检测引入湿度在线同时检测，对粉尘浓度进行修正：湿度对检测结果的影响，修正系数：K1，K1=f（RH）

对于粉尘质量检测时，颗粒材料的比重对检测结果产生影响，引入修正系数：K2，无特殊要求，认为K2=1。

光散射法在线粉尘检测变送器将实时检测的数据远程传送至上位机，通过数据分析、统计和与称重法数据比较，调整系数K2，对检测的浓度数据进行修正，使在线检测的数据和称重法数据偏差尽量缩小，提高检测准确度。

光散射法粉尘在线浓度检测值是一个相对值，它反应了环境的粉尘浓度的相对变化。可以从连续的检测数据曲线上看出，不同时刻的粉尘浓度的相对变化。

存在问题

因光散射法粉尘在线检测需要连续检测，所有零部件都要长时间连续工作，在线检测系统的寿命会面临挑战，特别是光源和采样泵这两个易受损的主要部件，所以光源和采样泵的寿命延长是在线检测系统要解决的问题。