RG4702 环境空气PM2.5空气颗粒物采样器
PM2.5粉尘颗粒检测仪的研制
PM2.5粉尘颗粒检测仪的研制【摘要】PM2.5粒径小，含有大量的有毒、有害物质，严重影响人体健康。
PM2.5粉尘颗粒的即时检测，是有效防治PM2.5污染的前提和重要保障。
本文介绍了PM2.5粉尘颗粒检测仪的研制方法，主要包括设计原理、结构组成、技术指标等。
【关键词】PM2.5；灰尘传感器；单片机；A/D转换1.引言PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。
PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响很大。
据有关部门统计调查显示，2012年北京、上海因PM2.5污染分别造成早死人数为2349、2980人，分别占当年死亡总人数的比例为1.9%、1.6%，经济损失分别为18.6、23.7亿元。
而2012年北京、上海因交通意外死亡人数分别为974人和1009人。
可见，PM2.5对人类的危害极大。
PM2.5粉尘颗粒的即时检测，是有效防治PM2.5污染的前提和重要保障。
为此，本文介绍了PM2.5粉尘颗粒检测仪的研制方法，主要包括设计原理、结构组成、技术指标等。
PM2.5粉尘颗粒检测仪可用于：室内、汽车内空调排风口粉尘浓度检测；环保监测部门大气飘尘检测，污染源调查；建筑或爆破等生产现场粉尘浓度的测定；精密仪器等高清洁生产环境的空气检测等。
2.PM2.5粉尘颗粒检测仪的设计原理PM2.5粉尘颗粒检测仪设计原理如下：灰尘传感器实时的检测空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物的含量，并根据含量比例输出模拟电压信号，该信号经过A/D转换后，由单片机进行采集、计算、数据处理后，在LED显示屏上，显示出PM2.5的数值。
当PM2.5超过仪器设定值时，产生声光报警，并存储当前PM2.5值和时间参数等。
3.PM2.5粉尘颗粒检测仪的结构组成PM2.5粉尘颗粒检测仪（如图1）由单片机、灰尘传感器单元、用户输入单元、A/D转换单元、LED显示屏、电源单元、监控复位单元、时钟单元和报警单元等九部分构成。
空气中的PM2.5检测技术
空气中的PM2。
5检测技术目前世界上流行的颗粒物自动监测美国联邦等效方法设备技术主要以:振荡天平技术、Beta射线技术、Beta射线光浊度技术和光散射技术为主。
在中国的PM10颗粒物监测中大量采用了振荡天平和Beta射线技术的自动监测设备,以这两项技术为基础开发的PM2.5颗粒物监测仪也已进入中国的环境监测领域.一、振荡天平法振荡天平技术是在上世纪80年代,由美国R&P公司应用于环境颗粒物自动监测领域。
在仪器中测量样品质量的微量振荡天平传感器主要部件是一支一端固定另一端装有滤膜的空心锥形玻璃管，样品气流通过滤膜,颗粒物被收集在滤膜上。
在工作时空心锥形玻璃管是处于往复振荡的状态，它的振荡频率会随着滤膜上收集的颗粒物的质量变化发生改变，仪器通过准确测量频率的变化得到采集到的颗粒物的质量，然后根据收集这些颗粒物时采集的样品体积计算得出样品的浓度。
一台符合美国环保署要求，获得美国联邦等效方法号的振荡天平法PM2。
5颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2。
5切割器、滤膜动态测量系统、采样泵和仪器主机组成。
流量为每小时1立方米的环境空气样品经过PM10采样头和PM2.5切割器后成为符合技术要求的PM2。
5颗粒物样品气体.来自于PM2.5切割器的PM2。
5样品气体进入膜动态测量系统后首先会经过干燥器，在那里样品的相对湿度降到一定的程度，随后样品气体会根据系统切换阀的状态流向不同的部件.在测量的第一时段,PM2。
5样品会直接到达微量振荡传感器，样品中的颗粒物被收集在滤膜上，当第一时段结束时仪器可测得滤膜上的颗粒物的质量,计算出样品的质量浓度；在测量的第二时段，系统切换阀将PM2.5样品气样导入滤膜动态测量系统的冷凝器,样品气体中的颗粒物和有机物等组分被冷凝并被安装在那里的过滤器截留，通过冷凝器之后的纯净气体再进入微量振荡传感器，由于此时气样中不含颗粒物，因此传感器上的滤膜不会增重，反而因滤膜上的已收集颗粒物中的挥发性或半挥发性颗粒物的持续挥发，而造成滤膜上已收集颗粒物的质量减少，在第二时段结束时仪器可测得测量周期内挥发掉的颗粒物的质量和浓度。
环境空气自动监测系统颗粒物(PM10和 PM2.5) 分析仪技术要求
环境空气自动监测系统颗粒物（PM10和PM2.5）分析仪技术要求1．目的为正确使用（选择）用于环境空气中颗粒物（PM10 和PM2.5）浓度测定的分析仪器。
2．适用范围适用于环境空气质量自动监测网络开展环境空气污染物样品中可吸入颗粒物、细颗粒物浓度进行测量的仪器。
3．术语和定义3.1 环境空气质量连续监测 ambient air quality continuous monitoring在监测点位采用连续监测仪器对环境空气质量进行连续的样品采集、处理、分析的过程。
3.2 颗粒物（粒径小于等于 10μm）particulate matter（PM10）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 10μm 的颗粒物，也称可吸入颗粒物。
3.4 颗粒物（粒径小于等于 2.5μm）particulate matter（PM2.5）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5μm 的颗粒物，也称细颗粒物。
3.5 切割器 particle separate deviceWord文档 1具有将不同粒径粒子分离功能的装置。
3.6 标准状态 standard state指温度为 273K，压力为 101.325kPa 时的状态。
本指导书中污染物浓度均为标准状态下的浓度。
3.7 参比方法 reference method国家发布的标准方法。
4．仪器概述4.1 PM10 和 PM2.5连续监测系统包括样品采集单元、样品测量单元、数据采集和传输单元以及其它辅助设备。
参见《环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ 653—2021）中 4.1。
4.2 方法原理。
PM10 和 PM2.5连续监测系统所配置监测仪器的测量方法为β射线吸收法或微量振荡天平法。
PM2.5连续监测β射线方法需要增加动态加热系统（DHS 系统）、微量振荡天平需要增加膜动态测量系统（FDMS 系统）。
5．工作条件5.1 环境要求：环境温度：（15～35）℃。
pm2.5浓度检测标准
pm2.5浓度检测标准一、检测方法本标准采用光散射法进行PM2.5浓度的检测。
光散射法是通过测量空气中的颗粒物对光的散射强度来推算颗粒物的浓度。
当激光束照射到空气中时，颗粒物对激光产生散射作用，散射光的强度与颗粒物的浓度成正比。
通过测量散射光的强度，可以推算出颗粒物的浓度。
二、检测仪器用于PM2.5浓度检测的仪器应符合相关国家和行业标准，具备测量准确、稳定性好、便携性强等特点。
仪器的测量范围应满足不同环境下的PM2.5浓度测量需求。
仪器的精度应不大于±10%。
三、检测频率PM2.5浓度的检测频率应根据环境空气质量标准和相关规定进行设定。
一般情况下，应每天进行至少一次检测，并按照时间序列进行连续监测。
在特殊情况下，如天气条件、污染事件等，应增加检测频率。
四、检测点位PM2.5浓度的检测点位应选择具有代表性的位置，能够反映监测区域内的平均浓度水平。
点位的选择应考虑地形、气象、污染源分布等因素，并按照国家和地方的相关规定进行布设。
一般情况下，每个监测站点应设置至少一个检测点位。
五、数据处理和分析对采集到的PM2.5浓度数据进行处理和分析，包括数据的清洗、修正、统计等。
数据处理应遵循相关标准和规定，确保数据的准确性和可靠性。
分析应包括对PM2.5浓度的时间序列变化、空间分布特征、污染源解析等内容进行研究和分析，为环境管理和决策提供科学依据。
六、监测报告和公示根据监测数据和数据分析结果，编制PM2.5浓度监测报告，内容包括监测点位、监测时间、浓度数据、数据分析结果等。
监测报告应按照国家和地方的相关规定进行公示，以便公众了解PM2.5浓度的状况和参与环保监督活动。
同时，为保证数据的准确性和公正性，监测报告和公示过程应遵循信息公开的相关规定和程序。
七、监测设备和校准用于PM2.5浓度检测的设备应定期进行校准和维护，确保其测量准确性和稳定性。
校准过程应按照国家和行业标准进行，采用标准物质或参考方法进行比对和修正。
环境空气PM10和PM2.5的测定作业指导书
环境空气PM10和PM2.5的测定作业指导书一、执行标准环境空气PM10和PM2.5的测定重量法HJ 618-2011。
二、适用范围1、本标准适用于环境空气中 PM10和 PM2.5浓度的手工测定。
2、本标准的检出限为0.010mg/m3（以感量0.1mg分析天平，样品负载量为1.0mg，采集108 m3空气样品）。
三、测定原理分别通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中 PM2.5和PM10被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算出 PM2.5和PM10 浓度。
四、仪器设备1、切割器（1）PM10切割器、采样系统：切割粒径 Da50=（10±0.5）μm；捕集效率的几何标准差为σg=（1.5±0.1）μm。
其他性能和技术指标应符合 HJ/T 93-2003 的规定。
（2）PM2.5 切割器、采样系统：切割粒径 Da50=（2.5±0.2）μm；捕集效率的几何标准差为σg =（1.2±0.1）μm。
其他性能和技术指标应符合 HJ/T 93-2003 的规定。
2、采样器孔口流量计或其他符合本标准技术指标要求的流量计。
（1）大流量流量计：量程（0.8~1.4）m3/min；误差=2%。
（2）中流量流量计：量程（60~125）L/min；误差=2%。
（3）小流量流量计：量程＜30 L/min；误差=2%。
3、滤膜：根据样品采集目的可选用玻璃纤维滤膜、石英滤膜等无机滤膜或聚氯乙烯、聚丙烯、混合纤维素等有机滤膜。
滤膜对0.3μm标准粒子的截留效率不低于 99％。
空白滤膜按分析步骤进行平衡处理至恒重，称量后，放入干燥器中备用。
4、分析天平：感量 0.1mg 或 0.01mg。
5、恒温恒湿箱（室）：箱（室）内空气温度在（15~30）°C 范围内可调，控温精度±1°C。
箱（室）内空气相对湿度应控制在（50±5）%。
环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）自动监测手工比对作业指导书
环境空⽓颗粒物（PM10和PM2.5）⾃动监测⼿⼯⽐对作业指导书环境空⽓颗粒物（PM10和PM2.5）⾃动监测⼿⼯⽐对作业指导书1．⽅法原理利⽤⼿⼯采样器与⾃动监测仪器进⾏同时段采样，计算⾃动监测仪器与⼿⼯采样器监测结果的相对误差，评价数据质量。
2．仪器和设备2.1 颗粒物采样器采样器技术指标应符合《环境空⽓颗粒物（PM10 和PM2.5）采样器技术要求和检测⽅法》（HJ93—2013）的要求。
2.2 流量校准器⽤作校准的流量计流量误差≤±2%。
2.3 恒温恒湿间（箱）⽤于采样前后滤膜温度、湿度平衡。
恒温恒湿间（箱）内温度设置在（15～30）℃任意⼀点，控温精度±1℃；相对湿度控制在（50±5）%。
2.4 电⼦天平⽤于对滤膜进⾏称量，检定分度值不超过0.1mg，电⼦天平技术性能应符合《电⼦天平检定规程》（JJG 1036—2008）的相关规定。
2.5 温度计⽤于测量环境温度，校准采样器温度测量部件：测量范围（-30～50）℃，精密：±0.5℃。
2.6 ⽓压计⽤于测量环境⼤⽓压，校准采样器⼤⽓压测量部件：测量范围（50～107）KPa，精密：±0.1KPa。
2.7 湿度计⽤于测量环境湿度，测量范围（10%～100%）RH，精密：±5%RH。
2.8 滤膜可选⽤玻璃纤维滤膜、⽯英滤膜等⽆机滤膜或聚四氟⼄烯、聚氯⼄烯、聚丙烯、混合纤维等有机滤膜。
滤膜对0.3µm 标准粒⼦的截留效率不低于99.7%。
2.9 滤膜保存盒⽤于存放滤膜或滤膜夹的滤膜筒或滤膜盒，应使⽤对测量结果⽆影响的惰性材料制造，应对滤膜不粘连，⽅便存放。
3．现场⽐对3.1 采样前准备3.1.1 切割器清洗切割器应定期清洗，清洗周期视当地空⽓质量状况⽽定。
⼀般情况下累计采样168h 应清洗⼀次切割器，如遇扬尘、沙尘暴等恶劣天⽓，应及时清洗。
3.1.2 环境温度检查和校准⽤温度计检查采样器的环境温度测量⽰值误差，每次采样前检查⼀次，若环境温度测量⽰值误差超过±2℃，应对采样器进⾏温度校准。
环境空气 PM10和 PM2.5的测定 重量法(专业教学)
HJ 618-2011环境空气PM10和PM2.5的测定重量法环境空气PM10和PM2.5的测定重量法1 适用范围本标准规定了测定环境空气中PM10和PM2.5的重量法。
本标准适用于环境空气中PM10和PM2.5浓度的手工测定。
本标准的检出限为0.010 mg/m（以感量0.1mg分析天平，样品负载量为1.0 mg，采集108m3 3空气样品计）。
2 规范性引用文件本标准内容引用了下列文件或其中的条款。
凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
HJ/T 93 PM10采样器技术要求及检测方法HJ/T 194 环境空气质量手工监测技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1 PM10悬浮在空气中，空气动力学直径≤10μm的颗粒物。
3.2 PM2.5悬浮在空气中，空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物。
4 方法原理分别通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中PM2.5和PM10被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算出PM2.5和PM10浓度。
5 仪器和设备5.1 切割器：5.1.1 PM10切割器、采样系统：切割粒径Da50=（10±0.5）μm；捕集效率的几何标准差为σg=（1.5±0.1）μm。
其他性能和技术指标应符合HJ/T 93-2003的规定。
5.1.2 PM2.5切割器、采样系统：切割粒径Da50=（2.5±0.2）μm；捕集效率的几何标准差为σg=（1.2±0.1）μm。
其他性能和技术指标应符合HJ/T 93-2003的规定。
5.2 采样器孔口流量计或其他符合本标准技术指标要求的流量计。
5.2.1 大流量流量计：量程（0.8~1.4）m/min；误差≤2%。
35.2.2 中流量流量计：量程（60~125）L/min；误差≤2%。
5.2.3 小流量流量计：量程＜30 L/min；误差≤2%。
环境空气PM10和PM2.5的测定作业指导书
环境空⽓PM10和PM2.5的测定作业指导书环境空⽓PM10和PM2.5的测定作业指导书⼀、执⾏标准环境空⽓PM10和PM2.5的测定重量法HJ 618-2011。
⼆、适⽤范围1、本标准适⽤于环境空⽓中 PM10和 PM2.5浓度的⼿⼯测定。
2、本标准的检出限为0.010mg/m3（以感量0.1mg分析天平，样品负载量为1.0mg，采集108 m3空⽓样品）。
三、测定原理分别通过具有⼀定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积空⽓，使环境空⽓中 PM2.5和PM10被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算出 PM2.5和PM10 浓度。
四、仪器设备1、切割器（1）PM10切割器、采样系统：切割粒径 Da50=（10±0.5）µm；捕集效率的⼏何标准差为σg=（1.5±0.1）µm。
其他性能和技术指标应符合 HJ/T 93-2003 的规定。
（2）PM2.5 切割器、采样系统：切割粒径 Da50=（2.5±0.2）µm；捕集效率的⼏何标准差为σg =（1.2±0.1）µm。
其他性能和技术指标应符合 HJ/T 93-2003 的规定。
2、采样器孔⼝流量计或其他符合本标准技术指标要求的流量计。
（1）⼤流量流量计：量程（0.8~1.4）m3/min；误差=2%。
（2）中流量流量计：量程（60~125）L/min；误差=2%。
（3）⼩流量流量计：量程＜30 L/min；误差=2%。
3、滤膜：根据样品采集⽬的可选⽤玻璃纤维滤膜、⽯英滤膜等⽆机滤膜或聚氯⼄烯、聚丙烯、混合纤维素等有机滤膜。
滤膜对0.3µm标准粒⼦的截留效率不低于 99％。
空⽩滤膜按分析步骤进⾏平衡处理⾄恒重，称量后，放⼊⼲燥器中备⽤。
4、分析天平：感量 0.1mg 或 0.01mg。
5、恒温恒湿箱（室）：箱（室）内空⽓温度在（15~30）°C 范围内可调，控温精度±1°C。
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RG4702 环境空气PM 10/PM 2.5颗粒物采样器
产品概述
产品联系：安超 131 - 6506 - 2660
RG4702环境空气PM 10/PM 2.5颗粒物采样器，用于对空气中的PM 10、PM 2.5及PM 1等不同粒径大小颗粒物的手工采样，实现滤膜自动更换、无人值守全天候自动采样，有效防止样品中挥发性有机物的损失，能够同时满足对环境空气中质量浓度、无机阴阳离子、无机元素、有机碳及有机物分类和颗粒物分散度进行分析的需求，严格按国标要求设计，广泛适用于环境监测、卫生防疫、劳动保护、科研院校等部门进行的颗粒物浓度监测。
认证体系
该产品在I9D9001:2008国际质量管理体系认证范围内
执行标准
HJ618-2011《环境空气PM 10和PM 2.5的测定重量法》
HJ93-2013《环境空气颗粒物(PM 10和PM 2.5)采样器技术要求及检测方法》 HJ656-2013《环境空气颗粒物(PM 2.5)手工监测方法（重量法）技术规范》 产品特点
♦设备可放置2张滤膜，连续采样自动更换（可每两天更换一次），无需人工值守，节省人员，方便多个采样点位管理，准确可靠。
♦设备可用于空气自动站颗粒物在线监测系统的手工比对。
♦采用进口无刷隔膜泵，负载能力高达30Kpa,能够兼容玻纤、石英和四氟滤膜及其它专用滤膜，运行稳定，平均无故障连续运行8000小时以上。
♦采用质量流量计，保证采样流量恒定，流量测量准确。
♦抽气泵采用降噪设计，保证仪器运行噪声小于62分贝。
♦人性化界面设计，操作简单、方便。
技术指标
主要参数 参数范围 主要参数 精度 测量范围 16.67L/min 分辨率 0.01L/min 大气压 (0〜120)KPa 分辨率 0.01Kpa 大气温度 (-40—80）℃ 分辨率 0.1℃ 大气湿度
(o —100)%
分辨率
0.1%
青岛容广电子技术有限公司提供本仪器的技术支持和售后服务！。