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對(duì)于不同粒徑的煙塵顆粒,煙氣煙塵分析儀是如何進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的?
點(diǎn)擊次數(shù):41 更新時(shí)間:2025-03-14
煙氣煙塵分析儀能夠準(zhǔn)確測(cè)量和區(qū)分不同粒徑范圍的煙塵顆粒,主要通過(guò)以下幾種技術(shù)原理和方法:
一、散射法(光散射法)
1、原理
當(dāng)光線照射到煙塵顆粒上時(shí),會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。散射光的強(qiáng)度與顆粒的粒徑、形狀、折射率以及入射光的波長(zhǎng)等因素有關(guān)。對(duì)于較小粒徑的顆粒(如PM10、PM2.5甚至更小的顆粒),散射光的強(qiáng)度相對(duì)較弱,但對(duì)于特定角度的散射光檢測(cè),仍然可以獲取顆粒的相關(guān)信息。
根據(jù)Mie散射理論,不同粒徑的顆粒產(chǎn)生的散射光強(qiáng)分布不同。通過(guò)檢測(cè)在不同角度(通常是多個(gè)角度)的散射光強(qiáng)度,可以推算出顆粒的粒徑分布。例如,前向散射光對(duì)較大粒徑顆粒更敏感,后向散射光則對(duì)較小粒徑顆粒相對(duì)更敏感。
2、測(cè)量方式
儀器配備有專門的光源(如激光光源),發(fā)射出的光束照射到含有煙塵顆粒的氣流中。在多個(gè)角度設(shè)置光電探測(cè)器,用于接收散射光信號(hào)。這些探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)過(guò)放大、處理后,再根據(jù)預(yù)先建立的散射模型,計(jì)算出不同粒徑范圍的顆粒濃度和粒徑分布。
二、電氣低壓沖擊法
1、原理
給煙塵顆粒帶上電荷,使其在電場(chǎng)中受到電力作用。當(dāng)顆粒通過(guò)一個(gè)已知強(qiáng)度的電場(chǎng)區(qū)域時(shí),其運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)因?yàn)榱酱笮《兴煌?。較大粒徑的顆粒由于慣性較大,在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)程度相對(duì)較小;而較小粒徑的顆粒更容易跟隨電場(chǎng)方向改變運(yùn)動(dòng)路徑。
根據(jù)顆粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡差異,結(jié)合電場(chǎng)參數(shù)和顆粒所受電場(chǎng)力等物理量的關(guān)系,可以確定顆粒的粒徑范圍。
2、測(cè)量方式
首先通過(guò)某種方式(如電暈放電)使煙塵顆粒帶電,然后讓這些帶電顆粒進(jìn)入一個(gè)具有均勻電場(chǎng)的區(qū)域。在該區(qū)域設(shè)置檢測(cè)裝置,監(jiān)測(cè)顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡或檢測(cè)顆粒撞擊在特定位置的收集板上產(chǎn)生的信號(hào)(如電流變化)。通過(guò)對(duì)這些信號(hào)的分析和處理,得到不同粒徑顆粒的相關(guān)信息。
三、光吸收法
1、原理
不同粒徑的煙塵顆粒對(duì)光的吸收特性不同。一般來(lái)說(shuō),較大粒徑的顆粒對(duì)光的吸收截面較大,在相同光強(qiáng)下吸收的光能量更多。這是因?yàn)檩^大顆粒內(nèi)部的分子或原子數(shù)量較多,對(duì)光的散射和吸收作用更強(qiáng)。
利用這一特性,通過(guò)測(cè)量入射光和透射光的光強(qiáng)比(透光率),并結(jié)合比爾-朗伯定律(對(duì)于一定濃度的顆粒體系,光的吸收與顆粒的截面積和濃度成正比),可以推算出顆粒的濃度和平均粒徑等信息。如果能夠進(jìn)一步結(jié)合其他技術(shù)(如多波長(zhǎng)光吸收測(cè)量),還可以更精確地區(qū)分不同粒徑范圍的顆粒。
2、測(cè)量方式
采用寬譜光源或者單色光源,使光線穿過(guò)含有煙塵顆粒的樣品池。在樣品池前后分別設(shè)置光強(qiáng)檢測(cè)器,用于檢測(cè)入射光強(qiáng)和透射光強(qiáng)。通過(guò)對(duì)大量樣品的測(cè)量和分析,建立光吸收與顆粒粒徑分布之間的校準(zhǔn)關(guān)系,從而在實(shí)際測(cè)量中根據(jù)光吸收數(shù)據(jù)來(lái)確定不同粒徑范圍的顆粒情況。
煙氣煙塵分析儀通過(guò)散射法、電氣低壓沖擊法、光吸收法實(shí)現(xiàn)對(duì)不同粒徑范圍煙塵顆粒的準(zhǔn)確測(cè)量與區(qū)分,為煙塵排放監(jiān)測(cè)與控制提供科學(xué)依據(jù)。
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