顆粒采樣器和實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀

型號(hào):1600-PM2.5顆粒采樣器和實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀

該顆粒(PM)采樣器及質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備具有顆采樣和質(zhì)量監(jiān)測(cè)的雙重功能。以滿足顆粒物測(cè)試的精確要求為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，該系統(tǒng)能極大地方便用戶使用，如在儀器設(shè)置，數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)分析時(shí)的電腦控制和圖形用戶界面。

概要
M1600(PSMMN^TM)顆粒采樣器和質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀是為顆粒采樣和質(zhì)量監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)的一組現(xiàn)代化設(shè)備。樣品由直徑為47毫米的濾膜收集，而質(zhì)量監(jiān)測(cè)則是用石英晶體制成的微量天平（以下簡稱QCM）來實(shí)現(xiàn)。這套設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置是由兩個(gè)濾膜采樣器和一個(gè)QCM質(zhì)量監(jiān)測(cè)器組成。其中的濾膜采樣器可用于PM10和PM2.5的顆粒采樣，而QCM則主要用于PM2.5顆粒的質(zhì)量監(jiān)測(cè)。 

圖1.石英晶體微量天平

圖1所示的是QCM質(zhì)量傳感器。為了在圓盤兩邊形成電極，在石英制成的薄圓盤上鍍金。粒子由于靜電作用沉積在一側(cè)的圓形鍍金區(qū)域等待質(zhì)量傳感器測(cè)試。一旦受到電子信號(hào)的激發(fā)，AT切割石英晶體表面將橫向平行震動(dòng)。沉積顆粒質(zhì)量會(huì)造成晶體共振頻率降低。這種頻率改變與沉積在晶體上的顆粒質(zhì)量成正比，從而為質(zhì)量監(jiān)測(cè)提供了輸出信號(hào)。QCM被置于溫度維持在40℃的監(jiān)控室中，這是為了使?jié)穸葘?duì)測(cè)試粒子質(zhì)量的影響zui小化

圖2.PM 10采樣入口

采樣和慣性分離 
圖2顯示了環(huán)境空氣中的懸浮顆粒通過防風(fēng)雨入口進(jìn)入系統(tǒng)?？諝鈩?dòng)力學(xué)等效直徑大于10微米的粒子由于慣性被除去。該入口采用的是美國環(huán)保署（USEPA）常規(guī)的百葉窗式設(shè)計(jì)，采樣的速度為16.7升/分鐘。

圖3.濾膜采樣器

PM10采樣中，進(jìn)入采樣器的顆粒約有一半隨后流到濾膜，如圖3所示。采樣的速率為8.33升/分鐘（以下稱LPM）。對(duì)收集到的顆?？蛇M(jìn)行重量和/或化學(xué)分析。濾膜是直徑為47mm的濾膜，材質(zhì)通常為石英纖維。其他能滿足重量和/或化學(xué)分析的濾膜亦可使用。

圖4.PM2.5取樣和質(zhì)量監(jiān)測(cè)虛擬取樣器

圖4所示的是虛擬撞擊器，用來除去粒徑大于2.5微米的顆粒，得到PM2.5的顆粒采樣和質(zhì)量監(jiān)測(cè)。懸浮顆粒取樣進(jìn)入到通道噴嘴，從而將流動(dòng)粒子加速到高速度?？諝鈩?dòng)力學(xué)等效直徑大于2.5微米的粒子撞擊后進(jìn)到接收管，然后隨次流粒子流到出口被丟棄。PM2.5范圍內(nèi)的粒子則轉(zhuǎn)入到側(cè)面，隨主流粒子到取樣和質(zhì)量監(jiān)測(cè)的出口。該虛擬撞擊器器運(yùn)行時(shí)，總流量量與次流量的比例為20:1.
PM2.5范圍內(nèi)的粒子進(jìn)入到與圖3中類似的濾膜采樣器中。少量粒子流會(huì)進(jìn)入到帶有PM2.5質(zhì)量監(jiān)測(cè)QCM的充電和沉積室。

圖5.粒子充電和沉積裝置

質(zhì)量監(jiān)測(cè) 
圖5所示的是PM10或PM2.5質(zhì)量監(jiān)測(cè)中QCM上的充電和沉積室。PM10或PM2.5的粒子進(jìn)入到上面箱室，該箱室中的高壓電暈放電產(chǎn)生正電暈離子從而給粒子充電。充電后的粒子隨后進(jìn)入下面箱室，并在QCM上沉積等待質(zhì)量監(jiān)測(cè)。上下兩個(gè)箱室中的流速都為0.5升/分鐘。 
為了防止空氣中的水蒸氣在QCM上凝結(jié)，圖5中上下箱室的溫度保持得都較高，一般為40℃。

圖6.安裝選項(xiàng)

安裝選項(xiàng) 
圖6是PSMM系統(tǒng)的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)安裝選項(xiàng)。其他選項(xiàng)可根據(jù)特殊要求提供。

圖7. PSMMTM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的簡化原理圖

圖7為PSMMTM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的簡化原理圖。環(huán)境空氣通過PM10通道被取樣進(jìn)入系統(tǒng)，將空氣動(dòng)力學(xué)等效直徑大于10微米的粒子移除。隨后，一半粒子流經(jīng)濾膜采樣器進(jìn)行PM10粒子采樣。剩下的一半粒子流經(jīng)虛擬撞擊器，將直徑大于2.5微米的粒子移除，使得PM2.5范圍內(nèi)的粒子能進(jìn)入采樣器和質(zhì)量監(jiān)測(cè)。 
PM10樣品流中的空氣流量通過小型的、速度可調(diào)的泵、以反饋控制的方式維持在設(shè)定位。PM2.5的空氣流量初始以手動(dòng)方式調(diào)節(jié)平衡，隨后以自動(dòng)化方式控制在設(shè)定值。 
可以提供由兩個(gè)濾膜采樣器和兩個(gè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備組成的系統(tǒng)，一組用于PM10測(cè)試，另一組用于PM2.5測(cè)試。另外，可以供應(yīng)PM10和PM1.0粒子的定制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于空氣微粒污染及其對(duì)人類健康影響相關(guān)的研究。詳情請(qǐng)廠家。

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