CN115876654A - 基于现场校准的颗粒物浓度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及颗粒物浓度检测技术领域，提供基于现场校准的颗粒物浓度测量方法。包括将光散射检测装置、虚拟冲击式切割器、β射线检测装置串接于气路中；以β射线检测装置测得的颗粒物的浓度值为标准，对光散射检测装置测得的颗粒物浓度进行校准。本发明既能在现场实时、动态、连续地测得颗粒物的浓度值，又能在现场对光散射检测装置进行校准，以改变光散射检测装置在使用时，因现场的温度、湿度与实验室校准时的温度、湿度值相差较大后对测量结果造成的偏差。本发明采用虚拟冲击式切割器将总气路下端并联一个主气流气路与一个次气流气路，仅仅在流量较小的次气流气路上使用β射线法测量颗粒物浓度，大大提高了检测效率。

Description

基于现场校准的颗粒物浓度测量方法

技术领域

本发明涉及颗料物浓度检测技术领域，具体涉及基于现场校准的颗粒物浓度测量方法。

背景技术

现有的粉尘及颗粒物浓度测量仪器根据测量原理主要分为两类，一类是用光散射法测量颗粒物浓度，另一类是β射线法测量颗粒物浓度。这两类颗粒物浓度测量仪器的测量方法如下：

1.在WS/T206-2001标准中及JJG846-1993规程中规定了光散射法装置仪器测量颗粒物浓度的校准方法及原理。

光散射法颗粒物浓度测量仪的工作原理：当光照射在气体中颗粒物上时，在颗粒物性质一定的条件下，颗粒物的散射光强度与其质量浓度成正比。通过测量散射光强度，应用质量浓度转换系数K值，求得颗粒物质量浓度C＝(R-B)K；

式中：C-测量颗粒物的质量浓度值，mg/m³；

R-仪器测量值，CPM；

B-仪器基底值，CPM；

K-质量浓度转换系数，mg/(m³˙CPM)；

光散射法颗粒物浓度测量仪的校准方法：在JJG846规程中规定了光散射测量仪的校准方法。质量浓度的K值应用滤膜采样-称重法和光散射法测量装置两者比较确定，其方法是在实验中将光散射法测量仪和滤膜法颗粒物采样器置于现场同一测定点和同一高度，平行采样。

计算K值：K＝C/(R-B)；

式中：K-质量浓度转换系数，mg/(m³˙CPM)；

C-滤膜采样－称重法测得的质量浓度值，mg/m³；

R-仪器测量值，CPM；

B-仪器基底值，CPM；

在同一现场，采集12个以上有效样品进行数据统计分析，确认质量浓度和相对质量浓度具有线性回归关系，将其转换系数K的几何平均值作为颗粒物浓度的转换系数K值。

光散射法颗粒物浓度测量仪的优缺点：

优点：测量时间短，响应快，可以实时测量颗粒物的浓度值；

缺点：需要在专业的实验室对其浓度测量值进行校准，过程中还需要对采集样品进行称重、计算等，工序繁琐且校准时间长。且当现场环境温度、湿度等工况与校准时的温度、湿度值差别较大时，测量误差相对较大。

2.在HJ1100-2020校准中规定了用β射线法测量颗粒物浓度测量仪的原理及校准方法。

β射线法颗粒物浓度测量仪的工作原理：一定体积的气体以恒定的流量通过切割器后，气体中的颗粒物被截留在滤带上，当用β射线透过滤带时，能量发生衰减，通过对衰减的测定计算出颗粒物的质量Δm:

式中：Δm－截留在滤带上颗粒物的单位面积质量，mg/cm²；

k-单位质量吸收系数(校准系数)，cm²/mg；

N1-测定周期初始测定的β射线量；

N2-测定周期截留颗粒物后测定的β射线量；

β射线法颗粒物浓度测量仪的校准方法如下：

实际样品称重法：按HJ618、HJ656的要求，称量5个空白滤带(膜)重量，测定5个空白滤带(膜)β射线量，使用上述5个空白滤带(膜)采集样品，可通过控制采样时间获得不同颗粒物质量浓度的样品，5个样品的颗粒物质量浓度应涵盖当地颗粒物浓度水平范围，测定采样后滤带(膜)β射线量，对5个滤带采样前后β射线衰减量与颗粒物质量进行线性回归，斜率即为校准系数k。计算结果：

式中：

ρ-实际状态下环境空气中颗粒物的浓度，g/m³；

Δm-截留在滤带上颗粒物的单位面积质量，mg/cm²；

S-截留在滤带上颗粒物的面积，cm²；

t-采样时间，min；

Q-实际状况下的采样流量，L/min。

β射线颗粒物浓度测量仪的优缺点：优点：测量准确度高。缺点：需要测量一定体积的空气通过过滤带前、后ΔmS的变化值，因而需先采样后测量，所以不能实时读取颗粒物浓度值；需要在实验室以恒定的流量采集一定量体积(1m³)的气体后，分析测量出单位体积气体中颗粒物浓度值，据此进行校准后，再进行量值传递。

光散射法、β射线方法测量颗粒物浓度，存在的不足如下：

光散射法测量颗粒物浓度，具有测量时间短、成本低、可以实时测量颗粒物浓度值的优点，但是，存在着测量值误差较大的不足，要求在实验室中用专用设备对其浓度测量值进行校准后才能使用，即便是用户按要求进行了仪器的校准，但在实际使用时，当环境温度、湿度与校准时的温度、湿度值相差较大时，其仪器的测量值仍会产生较大的测量误差。

β射线测量颗粒物浓度，具有测量准确度高的优点，但是，由于空气中颗粒物的量少、浓度低，因而，一般需要让1m³气体通过滤带，将1m³气体中的颗粒物采集在滤带上，当样品富集到一定的量后，才能满足β射线测量装置检出限和检测范围的要求，因而，存在以下两个不足：(a)不能实时的测量出颗粒物的浓度，一般需要采样1h采集1m³³的气体样品后，进行测量(一次)，才能显示出颗粒物的浓度；(b)由于测量技术的局限，测量区面积小，因而当气体以1m³/h流量通过滤带上的测量区时，气路中的负载大，约为20kPa，需要用功率较大的抽气泵克服气路的阻力，才能满足恒流采样的要求，因而泵的功耗大、体积大且笨重。

发明内容

针对以上不足，本发明提供基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其包括如下步骤：

S1：将颗粒物切割器、光散射检测装置、虚拟冲击式切割器以及次气流气路、β射线检测装置依次串接于检测气路中；

S2：使用光散射检测装置，检测气路中特定粒径值的颗粒物的浓度值；

S3：虚拟冲击式切割器设计切割粒径值为λ，并将通过虚拟冲击式切割器喷嘴后的气路分配成主气流气路与次气流气路。工作时，含尘气流通过虚拟冲击式切割器的喷嘴后，粒径值大于λ的粒子因动能大，脱离气流，被浓缩至次气流气路中，粒径值小于λ的粒子随气流继续流动至主气流气路后，被排至大气中；

S4：将校准后的β射线检测装置串接于虚拟冲击式切割器形成的次气流气路中，检测通过次气流气路中特定粒径值的颗粒物浓度值；

S5：设定校准阈值ε，根据β射线检测装置测得的特定粒径值的颗粒物浓度值，计算光散射检测装置测得的特定粒径值的颗粒物浓度的示值误差

则若/>

则光散射检测装置测得的颗粒物浓度符合要求；若/>

则进行步骤S6；

S6：以β射线检测装置测得的特定粒径值的颗粒物的浓度值为标准，对光散射检测装置测得的特定粒径值的颗粒物浓度值进行校准。

本发明的上述方法，实现了现场校准。方法如下：

气路中依次串接光散射检测装置、β射线检测装置。用β射线检测装置现场测量颗粒物浓度值作为标准值，在现场校准光散射检测装置，以纠正其测量偏差；然后再用光散射检测装置实时测量、显示颗粒物浓度值。

这样既保留了光散射检测方法实时检测的优点，能在现场实时、动态、连续地测得颗粒物的浓度值，又能在现场对光散射检测装置进行校准，以改变光散射检测装置在使用时，因现场的温度、湿度与实验室校准时的温度、湿度值相差较大后对测量结果造成的偏差。这样即使不改变测量气路流量，入口仍然用16.7L/min的颗粒物切割器，也能通过现场校准后，减小用光散射法在现场实时测量颗粒物浓度的误差。

本发明的上述方法，缩短了β射线的检测时间、提高了检测效率、减小了抽气动力的功耗。方法如下：

当采用入口流量大(比如入口流量为100L/min)的颗粒物切割器，在其后先后串接光散射检测装置、虚拟颗粒物切割器后，用虚拟颗粒物切割器将含尘气流分配成流量大的主气流和流量小的次气流两个支气流气路。采用科学的方法设计虚拟颗粒物切割器的切割粒径值，使含尘气流中待测的颗粒物样品脱离主气流后进入次气流气路中，次气流中的颗粒物样品进入β射线检测装置的滤带后，待测的颗粒物样品被阻留在滤带的表面上，剩余气体被排至大气中；当滤带表面上富集一定量的颗粒物样品后，利用β射线测尘的方法进行检测，并根据采样体积自动计算出一定体积气体中颗粒物的浓度值；不含待测颗粒物的气体(几近干净空气)通过流量大的主气流气路后，被主气流气路中的抽气动力排至大气中。

因通过颗粒物切割器后，待测的颗粒物样品都进入了次气流气路，所以β射线检测装置采集的样品是待测的目标样品。因此可用β射线检测的颗粒物浓度数据校准光散射装置。

在β射线检测器中，为了减小抽气动力的体积、重量和功率，在滤带上测量区(一般为圆形)面积不变的情况下，通过减少次气流流量的技术方案，使次气流在通过测量区时的阻力减小，从而减小了抽气动力的功耗。

进一步，所述步骤S1中，颗粒物切割器后的气路外侧增加动态加热系统，可以减小温度、湿度变化对测量误差的影响。

进一步，所述步骤S3中，总气路中的气体流速与次气路中的气体流速的比值为浓度因子η，所述2≤η＜100。

优选地，所述步骤S5中，ε＝7％。

进一步，所述步骤S5的具体过程如下：

在步骤S2中，选取一个时间段，用光散射检测装置测出特定粒径值的颗粒物平均浓度值为

在相同时间段内，与之对应的步骤S4中，次气流气路中的β射线检测装置采集一定量的气体后，测得的特定粒径值的颗粒物浓度值为ρ,计算出光散射检测装置测量颗粒物浓度的示值误差为：

-光散射检测装置测得的颗粒物浓度的示值误差，％；

-光散射检测装置测量的颗粒物浓度的平均值，mg/m³；

ρ-β射线检测装置测量的颗粒物浓度值，mg/m³。

进一步，步骤S6中，具体过程包括：

采用β射线测得的浓度值ρ来校准光散射测得的浓度值，先计算出颗粒物浓度校正系数，再计算校准后的光散射测得的浓度值。

颗粒物浓度校正系数的计算：

Q-颗粒物浓度校正系数；

-光散射检测装置测量的颗粒物浓度的平均值，mg/m³；

ρ-β射线检测装置测量的颗粒物浓度值，mg/m³。

校准后的光散射测得的浓度值：

C′＝Q·C

C-校准前光散射检测装置测量的颗粒物浓度值，mg/m³；

C′-校准后光散射检测装置测量的颗粒物浓度值，mg/m³。

优选地，光散射检测装置前端的总气路中设计有PM2.5切割器，使进入光散射检测装置的气路中的待检测颗粒为PM2.5颗粒。

优选地，步骤S3中，切割粒径值λ设计为0.1μm。

优选地，所述浓度因子η设计为20。

实验证明，空气中粒径值在0.1μm以下的颗粒物几乎为零，占空气中PM2.5颗粒物的比例小到可以忽略不计，因此，在以上优选地条件下，β射线检测装置检测出的PM2.5浓度值，即可认为等同于空气中PM2.5的浓度值。

本发明的有益效果在于：

第一、实现了现场快速校准采样。本发明将光散射检测装置和β射线检测装置先后串接与同一个气路中，利用测量准确度高且已校准好的β射线检测装置来校准光散射检测装置，使得本发明既能利用光散射检测装置在现场实时、动态、连续地测得颗粒物的浓度值，又可以在现场用测量准确度高的β射线检测装置对光散射检测装置进行校验，打破了光学检测系统需要在实验室对其浓度测量值进行校准的局限，减小了现场温度、湿度变化后，对测量结果造成的误差，能满足现场快速校准采样的实际需求。

第二、解决了β射线法测量气体中颗粒物浓度值采样时间长的问题。通过本发明的方法，可以用增大颗粒物切割器入口流量的方式，虚拟切割器分离浓缩颗粒物的原理，提高β射线检测装置的检测效率。例如，传统的测量系统中，总气路流量为16.7L/min，β射线检测装置采集1m³气体进行检测需要1小时；在本发明中，总气路入口可采用100L/min的颗粒物切割器，采集1m³气体只需要10min，采样时间由1小时缩短为10分钟，效率提高了80％以上。

第三、解决了需要高负载抽气泵的问题。传统的测量系统中，当总气路以16.7L/min的流量通过β射线检测装置的滤带时，气路中的负载增加至-20kPa，需要功率较大的抽气泵；而本发明中，颗粒物切割器入口流量为100L/min，虚拟冲击式切割器浓度因子η设计为20时，次气流气路仅需要5L/min的流量，气体在通过β射线检测装置的滤带时，由于测量区面积不变，而流量小了，因此减小了β射线检测装置的气路阻力，其抽气泵的功率减少了2/3，大大降低了能耗。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。

图1是本发明的实施例1中基于现场校准的颗粒物浓度测量装置结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。

应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设计之间的关系。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

本文中术语“至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B的至少一种，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

本发明提出的基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，主要包括如下的步骤：

S1：将颗粒物切割器、光散射检测装置、虚拟冲击式切割器以及次气流气路、β射线检测装置依次串接于检测气路中；

S2：使用光散射检测装置，检测气路中特定粒径值的颗粒物的浓度值；

S3：虚拟冲击式切割器设计切割粒径值为λ，并将通过颗粒物切割器后的气路分配成主气流气路与次气流气路。工作时，含尘气流通过虚拟冲击式切割器的喷嘴后，粒径值大于λ的粒子因动能大，脱离气流，被浓缩至次气流气路中，粒径值小于λ的粒子随气流继续流动至主气流气路后，被排至大气中；

S4：将校准后的β射线检测装置串接于虚拟冲击式切割器形成的次气流气路中，检测通过次气流气路中特定粒径值的颗粒物浓度值；

S5：设定校准阈值ε，根据β射线检测装置测得的特定粒径值的颗粒物的浓度值，计算光散射检测装置测得的特定粒径值的颗粒物浓度的示值误差

则若/>

则光散射检测装置测得的颗粒物浓度符合要求；若/>

则进行步骤S6；

S6：以β射线检测装置测得的特定粒径值的颗粒物的浓度值为标准，对光散射检测装置测得的特定粒径值的颗粒物浓度进行校准。

实施例1：

为了清楚地对上述步骤进行说明，本实施例设计了基于现场校准的颗粒物浓度测量装置。

如图1所示，基于现场校准的颗粒物浓度测量装置包括总气路，总气路上设计颗粒物切割器7和光散射检测装置1，光散射检测装置1后设计虚拟冲击式切割器2，虚拟冲击式切割器2将总气路分配成主气流气路3和次气流气路4，次气流气路4上设计β射线检测装置5，β射线检测装置5设计有β射线检测区52，β射线检测区52内设计有用于滞留截止颗粒物的滤带51。

主气流气路3上设计有主气流流量传感器81、主气流抽气动力61，次气流气路4上设计有次气流流量传感器82、次气流抽气动力62、过滤器9。

此外，颗粒物切割器7后的样气管路进口端设计动态加热系统13。在气路外增加了动态加热系统13可以减小温度、湿度变化对测量误差的影响。

根据待测颗粒物粒径值的不同需求，颗粒物切割器7可以是TSP颗粒物切割器、PM10颗粒物切割器或PM2.5颗粒物切割器。

本实施例中，颗粒物切割器7为工作点流量为100L/min的PM2.5颗粒物切割器。虚拟冲击式切割器2的切割粒径值λ设计为0.1μm。总气路的采样流量设计为100L/min。虚拟冲击式切割器2浓度因子η设计为20，次气流气路4中流量为5L/min；主气流气路3中流量为95L/min。

工作时，含尘气流在总气路中经颗粒物切割器7切割后,大于PM2.5的颗粒物脱离气流被分离出，PM2.5颗粒物随气流继续下行被光散射检测装置1检测后，由仪器显示出浓度值。

本实施例中，虚拟冲击式切割器2切割粒径值λ设计为0.1μm，这样，气流经过虚拟冲击式切割器2后，0.1μm以下的颗粒物随主气流气路中的气流被排到大气，0.1μm-2.5μm之间的颗粒物通过虚拟冲击式切割器2后进入次气流气路4，在流经β射线检测装置5的滤带51时，PM2.5颗粒物被收集在滤带51上。

采样10分钟，通过工作点流量为100L/min的PM2.5颗粒物切割器的气体体积为1m³，由β射线检测装置5检测出PM2.5颗粒物浓度为经过PM2.5切割器后1m³空气中的PM2.5颗粒物浓度值。

实验证明，空气中粒径值在0.1μm以下的颗粒物浓度几乎为零，占PM2.5颗粒物的比例小到可以忽略不计，因而β射线检测装置检测出的PM2.5浓度，即可认为是等同的空气中PM2.5的浓度。

在对光散射检测装置1测量的PM2.5颗粒物浓度值进行校准时，以β射线检测装置5所测的PM2.5浓度值为标准，在现场对光散射检测装置的检测参数进行修正，使其显示值与β射线检测装置5相同；从而提高了光散射检测装置的检测精度，并能实现实时实地的检测显示PM2.5颗粒物的浓度。

同理，颗粒物切割器7由PM2.5切割器换为PM10切割器，且虚拟冲击式切割器2切割粒径值λ设计为0.1μm，也可用于PM10颗粒物浓度的检测及校准；

同理，当仪器的入口的PM2.5切割器换为TSP切割器，且虚拟冲击式切割器2切割粒径值λ设计为0.1μm，也可用于TSP颗粒物浓度的测量和校准……依次类推。

本实施例的具体工作过程如下：

含尘气流在总气路中经颗粒物切割器7切割后，大于PM2.5的颗粒物脱离气流被分离出，PM2.5颗粒物随气流继续下行被光散射检测装置1检测后，由仪器显示出浓度值。

粒径值为2.5μm及以下的颗粒物随气流继续下行，进入虚拟冲击式切割器2中，分成两股气流流出：其中在主气流气路3中气体经主气流流量传感器61、主气流抽气动力81后被排至大气。

含有PM2.5颗粒物的气体在次气流抽气动力62的作用下，进入β射线检测装置5，经滤带时PM2.5颗粒物被阻留在滤带上，剩余气体经次气流流量传感器82、过滤器9后被排至大气。10分钟后，含尘的滤带51被移至β射线检测区52，用β射线照射滤膜，根据采样前后单位面积的滤膜上β射线衰减量得出滤膜上捕集的颗粒物质量。在10分钟的射线检测装置5采样过程中，根据主气流流量传感器61和次气流流量传感器82实时获得的流量数据累积计算主气流气路和次气流气路抽取的气体体积。由滤膜上捕集的颗粒物质量与抽取的气体体积计算出颗粒物的浓度。

本实施例将常规颗粒物切割器的采样流量由16.7L/min改为100L/min的流量进行采样。PM2.5的颗粒物切割器的工作点流量改为100L/min。工作时，气体在经过PM2.5切割器后，经过光散射检测装置1，然后通过虚拟冲击式切割器2进行分流后，次气流中的气体以5L/min流量通过β射线检测装置5的滤带后，气体中颗粒物被阻留在滤带上。要测量定量(1m³)的气体体积，现有的β射线装置以16.7L/min流量测量时，需要1小时的时间，而采用本发明的装置只需要10分钟的时间，缩短了测量时间，提高了检测的效率；并用β射线检测装置5读取的颗粒物浓度值，在现场即可对光散射测量颗粒物浓度的测量值进行校准(量值传递)，减少了光散射装置的测量误差，达到了实时测量颗粒物浓度的目的。

虚拟冲击式切割器2将不含待测颗粒物的气体排出，含有待测的气体通过β射线检测装置5。通过设计主气流流量传感器61、次气流流量传感器62可以计算出主气流气路和次气流气路上的气体流量值，从而仅仅在流量较小的次气流气路上使用β射线法测量颗粒物浓度，即可测出进入整个装置中单位体积气体里的颗粒物浓度值。气体在通过β射线检测装置的滤带时，由于测量区面积不变，而流量小了，因而气路阻力也大大减小，其抽气泵的功率减少了2/3，大大降低了能耗。

按HJ618、HJ656的要求，用实际样品称重法，在实验室来校准该装置内部的β射线模块测量颗粒物的浓度值,保证颗粒物测量仪的准确性。

本实施例中，光散射检测装置在10分钟内测出PM2.5颗粒物平均浓度值为

相同时间段内，次气流气路中的β射线检测装置采集定量的气体后，测得的PM2.5颗粒物浓度值为ρ,计算出光散射检测装置测量颗粒物浓度的示值误差为：

-光散射检测装置测得的PM2.5颗粒物浓度的示值误差，％；

-光散射检测装置测量的PM2.5颗粒物浓度的平均值，mg/m³；

ρ-β射线检测装置测量的PM2.5颗粒物浓度值，mg/m³。

本实施例中，设定校准阈值ε为7％，根据上述步骤计算

则若/>

则光散射检测装置测得的颗粒物浓度符合要求；若/>

则继续执行如下步骤：

采用β射线测得的浓度值ρ来校准光散射测得的浓度值公式进行校准：

采用β射线测得的PM2.5颗粒物浓度值ρ来校准光散射测得的PM2.5颗粒物浓度值，先计算出PM2.5颗粒物浓度校正系数:

Q-PM2.5颗粒物浓度校正系数；

-光散射检测装置测量的PM2.5颗粒物浓度的平均值，mg/m³；

ρ-β射线检测装置测量的PM2.5颗粒物浓度值，mg/m³。

再计算校准后的光散射测得的浓度值：

C′＝Q·C

C-校准前光散射检测装置测量的PM2.5颗粒物浓度值，mg/m³；

C′-校准后光散射检测装置测量的PM2.5颗粒物浓度值，mg/m³。

以上所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其特征在于，其包括如下的步骤：

S1：将光散射检测装置、虚拟冲击式切割器串接于总气路中；

S2：使用光散射检测装置检测气路中特定粒径值的颗粒物的浓度值；

S3：虚拟冲击式切割器设计切割粒径值λ，并将总气路分割成主气流气路与次气流气路，气路中粒径值大于λ的粒子被浓缩至次气流气路中，粒径值小于λ的粒子被汇集至主气流气路中；

S4：将校准后的β射线检测装置串接于虚拟冲击式切割器形成的次气流气路中，检测次气流气路中特定粒径值的颗粒物的浓度值；

S5：设定校准阈值ε，根据β射线检测装置测得的颗粒物的浓度值计算光散射检测装置测得的颗粒物浓度的示值误差

则若/>

则光散射检测装置测得的颗粒物浓度符合要求；若/>

则执行步骤S6；

S6：以β射线检测装置测得的颗粒物的浓度值为标准，对光散射检测装置测得的颗粒物浓度进行校准。

2.根据权利要求1所述的基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其特征在于：所述步骤S3中，总气路中的气体流速与次气路中的气体流速的比值为浓度因子η，所述2≤η＜100。

3.根据权利要求1所述的基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其特征在于：所述步骤S5中，ε＝7％。

4.根据权利要求1所述的基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其特征在于：所述步骤S5的具体过程如下：

在步骤S2中，选取固定时间段，光散射检测装置测出颗粒物平均浓度值为C；相同时间段内，与之对应的步骤S4中，次气流气路中的β射线检测装置采集定量的气体后，测得的浓度值为ρ,计算出光散射检测装置测量颗粒物浓度的示值误差为：

-光散射检测装置测得的颗粒物浓度的示值误差，％；

C-光散射检测装置测量的颗粒物浓度的平均值，mg/m³；

ρ-β射线检测装置测量的颗粒物浓度，mg/m³。

5.根据权利要求1所述的基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其特征在于：步骤S6中，具体过程包括：

采用β射线测得的浓度值ρ来校准光散射测得的浓度值公式进行校准：

C_n＝(R-B)·ρ/c

C_n-校准后光散射法颗粒物的浓度值，mg/m³；

R-光散射检测装置的仪器测量值，CPM；

B-光散射检测装置测量基底值，CPM；

ρ-β射线法装置测量颗粒物浓度值；

C-光散射检测装置校准前测量的颗粒物浓度值。

6.根据权利要求2所述的基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其特征在于：光散射检测装置前端的总气路中设计有PM2.5切割器，使进入光散射检测装置的气路中的待检测颗粒为PM2.5颗粒。

7.根据权利要求6所述的基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其特征在于：步骤S3中，切割粒径值λ设计为0.1μm。

8.根据权利要求6所述的基于现场校准的颗粒物浓度测量方法，其特征在于：所述浓度因子η设计为20。

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