β射线法大气颗粒物监测仪原理及常见故障分析
β射线法测量颗粒物浓度的可靠性分析
β射线法测量颗粒物浓度的可靠性分析张蓓;刘文凯;肖军;刘兵兵;郝盼盼;相海恩【摘要】简介了β射线法测定颗粒物浓度的原理,通过对该方法空白试验、方法精密度、方法准确度及方法适用性测试的研究,认为β射线法测量固定污染源废气中颗粒物浓度较为可靠,与传统滤膜法相比具有现场出数据,效率高的优势,但在实际应用中应针对颗粒物浓度设计不同量程的测量设备,在烟气流速较低且波动较大时应增加平行检测次数,以确保测量结果的准确性.【期刊名称】《中国环保产业》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】4页(P55-58)【关键词】β射线;颗粒物浓度;空白试验;精密度;准确度;适用性;可靠性【作者】张蓓;刘文凯;肖军;刘兵兵;郝盼盼;相海恩【作者单位】国家环保产品质量监督检验中心,石家庄 050091;河北省环境监测中心站,石家庄 050091;国家环保产品质量监督检验中心,石家庄 050091;国家环保产品质量监督检验中心,石家庄 050091;国家环保产品质量监督检验中心,石家庄050091;国家环保产品质量监督检验中心,石家庄 050091【正文语种】中文【中图分类】X831随着科学技术的不断进步，环境检测设备也向着智能化和简便化发展，β射线法烟尘测定仪可现场出数据，极大提高了工作效率，降低了劳动强度，如用于环境执法，可现场解决质疑，提高执法效率和公信力。
近期，国家颁布实施了严格的固定污染源排气中颗粒物排放限值标准，固定污染源颗粒物排放浓度是我国节能减排重点控制的污染物指标，河北省的部分地区执行特别地区排放标准限值，颗粒物特别排放限值为20mg/m3。
另外，根据河北省燃煤电厂超低排放升级改造专项行动方案要求，燃煤机组在2015年底前全部实现超低排放，即颗粒物排放浓度降至10mg/m3以下。
目前，我国对颗粒物的监测方法采用《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996），严格意义而言，该方法仅适用于颗粒物质量浓度高于50mg/m3情况的监测，在测定低于50mg/m3的颗粒物浓度时的误差较大。
环境空气监测颗粒物试题集
环境空气监测颗粒物试题集1. β射线法测定颗粒物的基本原理是什么？参考答案：β射线法测定颗粒物浓度的基本原理：利用β射线衰减量测试采样期间增加的颗粒物质量。
恒定流量的环境空气样品经过（PM 10 /PM 2. 5 ）切割器后成为符合技术要求的颗粒物样品气体。
监测仪主机通过密封的管道和室外的（PM 10 /PM 2. 5 ）切割头连接，样品进入监测仪主机后颗粒物被收集在可以自动更换的滤纸带上，形成尘斑。
在仪器中滤纸带的两侧分别设置了β射线源和β射线检测器，随着样品采集的进行，在滤纸带上收集的颗粒物越来越多，尘斑的质量也随之增加，此时β射线检测器检测到的β射线强度会相应地减弱。
由于β射线检测器的输出信号能直接反应颗粒物（PM 10 /PM 2. 5 ）的质量变化，仪器通过分析β射线检测器的（PM 10 /PM 2. 5 ）质量数值，结合相同时段内采集的样品体积，最终得出采样时段的颗粒物质量浓度。
2. 进行手工比对时, PM 2. 5 手工监测法（重量法）在样品采集过程中的质量控制措施有哪些？参考答案：采样系统漏气检查；采样滤膜表面均匀性检查；定期检查和校准采样流量；定期清洗采样头；特殊天气后及时做好检查和记录等。
3.TEOM 微量振荡天平法测定颗粒物浓度的基本原理？参考答案：在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管，在其振荡端安装可更换的TEOM 滤膜，振荡频率取决于锥形管特征和其质量。
当采样气流通过滤膜，其中的颗粒物沉积在滤膜上，滤膜的质量变化导致振荡频率的变化，通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量，再根据流量、现场环境温度和气压计算出该时段颗粒物的质量浓度。
4. 空气自动监测站点定期巡检及维护项目有哪些？参考答案：包括检查站房主体、供电设施与照明、室内环境、站房周边环境变化；查看仪器设备各项参数；耗材更换、排空积水、标气压力检查、管道清洗、检查数采传输、数据备份、质量控制文件记录等。
5.β射线法测定颗粒物的系统组成？参考答案：β射线法测定颗粒物的系统主要由切割器，采样泵及监测仪主机组成。
XHPM2000E-V2.0新先河颗粒物监测仪(PM2.5、PM10)
工作条件：
切割器： （-30～60）℃，0～100% RH， 无凝结，（80～106）kPa； 主机： （5～35）℃，≤85% RH， （80～106）kPa； 电源电压：AC220V 电源频率：50Hz
3. XHPM 2000E系统组成及结构
主 体 外 观
3.1 TSP采样头和切割器
用户可根据自己的需要，通过更换不同的切割部件来监测大气中不同粒 径的颗粒物浓度。
3.2.1 键盘及显示系统
XHPM2000E仪器的前面板部件由按键及显示系统 构成，其中包括：I液晶显示屏;Ⅱ键盘板;Ⅲ前面 板;Ⅳ主控板保护罩;Ⅴ数据传输线缆。
3.2.2 纸带传送系统
XHPM2000E的仪器的纸带传送系统由安装基板上的收带轮驱动电 机组件、收带轮组件、供带轮组件、摩擦从动轮组件构成。 • 纸带传送系统：将使用过的滤带收集起来，并为尘样采集系统提供 新的滤带。 • 收带轮驱动电机组件：为纸带传送系统提供动力，使其每次测量完 成后采样滤带走过25mm的长度， • 摩擦从动轮：依靠摩擦机构提供的摩擦力，保证系统的同步运行。
• TSP采样头：用于检测大气中总悬浮颗粒物浓度值； • PM10切割器：冲击式切割原理，用于监测大气中≤10µm颗粒物浓度值； • PM2.5切割器：旋风式切割原理，需要与PM10切割器配套使用，用于
监测大气中≤2.5µm颗粒物的浓度值。
TSP
PM10切割器
PM2.5切割器
3.2 主机构造
XHPM2000E的仪器主机主要由以下部分构成： 1.键盘及显示系统；2.纸带传送系统；3.尘样采集系统；4. 尘样检测系统；5.恒流系统；6.相关辅助控制系统。整机 布局图如下图所示。
上气道座
压臂组件
粒子计数器的三种故障问题
粒子计数器的三种故障问题1. 背景在空气污染治理、卫生检测、医疗、环保等领域中，粒子计数器被广泛应用。
其作用是通过测量空气中微颗粒物的数量、大小和形状，来分析空气中的污染物浓度。
但是，偶尔在使用过程中，粒子计数器可能会出现一些故障问题。
这就需要我们对这些问题进行了解，并且及时采取有效的措施，使其正常使用。
2. 三种故障问题2.1 测量值波动测量值波动是使用粒子计数器时经常出现的一种问题。
这可能与以下几个方面有关：•环境干扰：如果粒子计数器的基底摆放位置不平稳或存在较强的振动，都可能导致测量值波动。
•系统参数设置：系统参数是否合理设置也是导致粒子计数器测量值波动的主要原因之一。
因此，在使用粒子计数器时，应当仔细研究每个参数的设置。
2.2 测量值偏低在使用粒子计数器进行测试时，有时会发现测量值比预期值偏低，造成这种现象主要是以下两种情况：•测量比例系数的设置不正确：比例系数过小可能导致采集到的粒子数量偏低，而比例系数过大则可能导致数据的错误。
•激光故障：激光器存在故障也会导致阳性量信号偏低，这也是造成测量值偏低的一个常见问题。
2.3 粒子计数器无法运行当粒子计数器无法运行时，要排除以下几个方面的问题：•电源故障：电源是否正常工作，电源插座是否插紧等问题。
有时电源插座与插头之间的接触不良也会导致粒子计数器无法工作。
•信号传输故障：信号传输故障主要是数据线连接不良，或者是数据线本身出现了问题。
•其他原因：可能还存在一些其他原因，如系统硬件故障或机械方面的问题等。
3. 结论通过以上分析，我们可以看出在使用粒子计数器的过程中，可能会碰到一些问题，但是这些问题都是可以解决的。
在实际使用过程中，我们应该注意细节，及时检查粒子计数器的各项参数的设置和故障排除工作，保证粒子计数器稳定、正确地工作，从而为我们的科学研究和环境监测工作提供精确而可靠的基础数据。
大气自动监测站常见故障原因分析及处理方法分析
大气自动监测站常见故障原因分析及处理方法分析摘要：近些年来，人们对所处环境的要求又有了更大程度的提升，因此环境问题也就更受各界的广泛关注。
但是，想要更好地解决我国目前存在的各项环境问题，就要对其进行严密地检测。
所以，一定要提高对大气自动监测站的重视，只有这样才能时刻掌握我国环境的发展状况。
本文主要探讨了当前大气自动监测站存在的故障问题，并探讨怎样采取恰当的措施进行解决，以此来保证我国环境更好地发展。
关键词：大气自动监测站；故障；原因；处理方法目前我国环境问题愈发严重，但是无论如何，人民群众也有权得知我国目前的环境现状。
因此为了满足这一要求，就需要我国建立起完善的环境自动监测系统，做到对环境状况的实时监控。
但由于我国目前仍存在些许技术问题，所以导致自动监测站时常出现故障，这并不利于我国环境监测系统的长期发展。
所以，针对我国目前大气自动监测站存在的故障问题，一定要提起最高的重视。
1 二氧化硫分析仪1.1流量故障问题其实对于大气环境自动监控系统来说，由于系统长期不间断地使用，导致系统经常出现流量故障方面的问题，也就是所谓的仪器零流量。
但其实导致仪器出现该问题的原因，也分多种不同的情况。
（1）泵故障针对泵故障问题，最重要的就是对泵进行细致地检查。
首先要将仪器后方抽气管的接口打开，然后人为感受该区域是否存在吸力。
当然，也可以选择使用流量计对流量进行更准确地测量，这样得出的结果也会更精准一些。
（2）烧结过滤器或限流孔堵塞由于整个监控系统是长期不停使用的，所以也很容易会出现不明物质堵塞仪器的现象发生。
因此，要定期对烧结过滤器和限流孔进行清洁。
当然，对这些区域进行清洁时一定要使用超声波，这样才能彻底除去仪器内部的污渍。
如果条件允许的话，最好定期对仪器进行更换，这样才能保证系统长期稳定地运行。
（3）KICK管沾污以及DFU过滤器堵塞一定要做到从仪器的内部对KICK管进行观察，如果该管内部的灰尘过多，也可以选择将该管单独拆除，再采取虹吸法并利用酒精对其进行更加细致地清洗。
环境空气颗粒物的测定便携式β射线法
环境空气颗粒物的测定便携式B射线法1范围本文件规定了测定环境空气中颗粒物的便携式B射线法。
本文件适用于环境空气中颗粒物（TSP、PAR、PM.）的测定，也适用于无组织排放中颗粒物的测定。
本文件检出限为1μg∕m3,测定下限为4ug∕m3o2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
HJ/T55大气污染物无组织排放监测技术导则HJ93环境空气颗粒物（PMlo和PM-）采样器技术要求及检测方法HJ194环境空气质量手工监测技术规范HJ1100环境空气中颗粒物（PMlo和PM-）B射线法自动监测技术指南3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3. 1总悬浮颗粒物totaIsuspendedparticle（TSP）环境空气中空气动力学当量直径小于等于100Hill的颗粒物。
3.2颗粒物（粒径小于等于IOHm）particulatematter（PMIO）环境空气中空气动力学当量直径小于等于10UnI的颗粒物，也称为可吸入颗粒物。
3.3颗粒物（粒径小于等于2.5IIrn）particulatematter（PM25）环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 的颗粒物，也称为细颗粒物。
3.4B射线beta-ray放射性元素核衰变过程中发出的电子流。
注：B射线源可以使用“C等放射源。
4方法原理样品空气通过切割器以恒定的流量经过进样管，颗粒物截留在滤膜上。
用B射线照射滤膜，根据采样前后单位面积的滤膜上B射线衰减量得出滤膜上捕集的颗粒物质量和同时抽取的气体体积,计算出颗粒物的浓度。
B射线衰减量与颗粒物的质量遵循以下吸收定律：N=N fl∙e-fan (1)式中：N一一单位时间内通过滤膜的β射线量；NO--- 单位时间内发射的B射线量；k---- 单位质量吸收系数，cmVmg;m---- 颗粒物单位面积质量，mg∕cm2o5干扰和消除空气相对湿度过大会对测量结果产生影响，当相对湿度大于40%时，可通过动态加热的方式消除影响，同时需要控制加热功率和加热温度以减少挥发性有机物的损失。
大气类采样器常见问题及故障分析
仪器自我保护功能：启动采样后100秒，实际流量没有 达到设定流量时，仪器会自动暂停采样，防止由于过 载采样导致仪器更严重的损坏。
大气类采样器常见问题及故障分析
4、计压
计压的功能： 1、对整个系统检漏 2、检验吸收瓶阻力 3、对采样进行中漏气进行判断 4、对管路堵塞进行判断 5、换算标况流量（体积）
此现象一般是在采样设置中，误将采样时间设定成了 00:00，更改正确的采样时间后可恢复正常采样。
大气类采样器常见问题及故障分析
2、很短时间就停
现象：启动采样后，采样泵能够正常工作，但很快就 听到泵运转的声音越来越响，没多久采样泵就停止工 作，显示界面停止在暂停状态。再次启动后现象依旧。
故障原因：进气口堵塞，可通过暂停界面的计压进行 判断。
大气类采样器常见问题及故障分析
5、计量
JJG956-2013 《大气采样器》检定规程
1、刻度流量（标定温度） 2、A、B类采样器 3、面向所有类型的流量计 4、标准器应当符合最新检定规程的要求 5、转子流量计需更换，电子流量计需升级。
大气类采样器常见问题及故障分析
总悬浮颗粒物采样器
原理：使一定体积的空气，恒速通过已知质量的 滤膜，悬浮在空气中的颗粒物质会被阻留在滤膜 上，根据滤膜增加的质量和通过滤膜的空气体积， 确定空气中总悬浮颗粒物的质量浓度。
务必用镊子将破损的滤膜碎渣全部整理到滤膜内，与 样品一收集。
大气类采样器常见问题及故障分析
3、滤膜正反
滤膜的正反直接影响整个采样的数据结果。因此务必 按正确的方向安装滤膜。 正面——松软、毛绒状 反面——均匀分布的细小颗粒状
切记，松软、毛绒状的一面向上。
β射线法监测PM2.5的主要影响因素和控制方法分析
关 键 词 ：ＰＭ ． ； 自动监测 ；影 响因素 ；控 制方法
中图分 类号 ：Ｘ８３１
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００１．３６４４（２０１６）０１－００７９－０４
Ｔｈｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｍ
ａｉｎ Ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍ
ｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ＰＭ
四 川 环 境
３５卷
位在 供带 轮 和收带 轮 的作用 下 ，移动 到采 样点 进行 样 品采集 ，在 采样 泵 的动力 作用 下 ，环境 空气分 别 经过 ＰＭ 。和 ＰＭ 切割器 后成 为符合技 术要 求 的 ＰＭ： 样 品气 体 ，样 气 经 过 装 有 动 态 加 热 系 统 的采
Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ａｌｓｏ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ｅｒｏｒ ｏｆ ｏｎ—ｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ，ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｑｕａ ｌｉｔｙ
ｏｆ ＰＭ２ ５ ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｎｇ ｄａｔａ． Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｈａｄ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｏｎ－ｌｉｎｅ ａｍｂｉｅｎｔ ａｉｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ
ｆｌｕｘ，ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｏｆ ｓａｍｐｌｉｎｇ，ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｆｉｌｔｅｒｓ ｔａｐｅ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｓ ｏｎ ＰＭ２ ５ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．
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β射线法大气颗粒物监测仪原理及常见故障分析
发表时间：2018-12-06T15:58:27.860Z 来源：《科技新时代》2018年10期作者：邓云[导读] β射线法大气颗粒物监测仪是可测量大气中可吸入肺颗粒物（PM10和PM2.5）浓度的专用仪器，用户可以交互设置仪器参数进行连续在线测量。
黄冈市气象局湖北黄冈 438000 摘要：基于β射线原理的大气颗粒物浓度监测仪是目前国内外普遍采用的大气颗粒物监测仪器。
β射线法大气颗粒物监测仪是可测量大气中可吸入肺颗粒物（PM10和PM2.5）浓度的专用仪器，用户可以交互设置仪器参数进行连续在线测量。
本文根据国内外现行标准，对β射线法大气颗粒物监测仪原理及常见故障进行合理分析。
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关键词：大气气溶胶大气颗粒物 PM2.5 β射线 1概述
大气气溶胶是指悬浮在大气中固态和液态微粒共同组成的多相体系。
实际工作中，也将大气中粒径小于100μm的悬浮固态或液态微粒称为气溶胶。
其中，空气动力学粒径小于等于10μm的气溶胶（PM10）可通过呼吸进入人体上、下呼吸道，称可吸入颗粒物，其中空气动力学直径大于2.5μm的部分可以通过呼吸系统的自身清除运动排出人体；空气动力学粒径小于等于2.5μm的气溶胶（PM2.5）可以完全被吸入并沉积到肺部，称可入肺颗粒物。
因此，附着在PM2.5颗粒上的各类有毒环境物质才是对人体健康危害巨大的元凶。
因此，黄冈国家气象观测站安装的大气成分观测站只对大气中PM2.5浓度（单位体积大气中所含PM2.5的质量）进行监测。
2 测量原理
β射线法大气颗粒物监测仪将C14作为辐射源，同时以恒定流量抽气，大气中的悬浮颗粒被吸附在β源和探测器之间的滤纸表面，抽气前后探测器计数值的改变反映了滤纸上吸附灰尘的质量，由此可以得到单位体积空气中悬浮颗粒的浓度。
通过吸收物质（如纸带上的尘），β射线粒子的衰减量接近指数（近似），当吸收物质厚度远小于β粒子的射程时，吸收近似满足关系：
公式中：
I0--空白滤纸的β粒子计数值； I--β射线穿过沉积颗粒物的滤纸的β粒子计数值； μm-质量吸收系数，单位cm2/mg； X--吸收物质的质量密度（mg/cm2） 3 构件组成
β射线法大气颗粒物监测仪主要由监测仪主机、切割器、采样系统，动态加热系统4个部件组成。
设备组成如图1所示。
图1 大气颗粒物监测仪总体结构图 2.1监测仪主机
监测仪主机是核心部分，内部集成有流量控制模块、机械传动组件、信号检测与数据处理、数据传输和控制系统等等。
人机交换界面实现对整套系统的运行控制。
2.2走纸结构
仪器的纸带走纸结构包括纸带移动的电机、抽气压头，探测器计数器和放射源等。
2.3切割器
切割器是根据空气动力学原理设计的，用于分离不同直径的颗粒物，切割效率流量为16.67L/min±2%。
50%切割粒径为2.5μm±0.5μm 空气动力学直径。
切割原理为旋风式切割原理。
2.4动态加热系统
动态加热系统根据外界温湿度的变化实时调节加热方式，使样品的温湿度控制在合适的范围内，减少持续加热时间，降低不稳定成分的挥发，以保证颗粒物测量的准确性。
3 黄冈国家气象站PM2.5大气颗粒物监测仪投入运行后遇到的故障及处理 3.1、无法正常开机。
原因：以万用表交流电压档测量电源开关入口有数值，出口无数值，电源开关工作不正常。
解决方案：由于在保修期内，电话联系厂家，厂家来人跟换电源开关，仪器正常开机运行。
3.2、显示“流量故障”。
原因：抽气管路未连接好，抽气管接口松动。
解决方案：将抽气管旋紧，下一个观测时点流量正常。
3.3、显示“纸带异常”。
原因：左纸带压纸盘未拧紧。
解决方案：调试左纸带纸盘，将其拧紧。
3.3、与其连接的电脑蓝屏乱码。
原因：电脑出现死机。
解决方案：将电脑主机前面板开关重启键按下，若无效，将电脑后侧大主机箱后面开关键关掉，再重新开机。
3.4、与其连接的电脑黑屏。
原因：电脑系统崩溃。
解决方案：利用一键还原U盘还原系统或重新安装系统。
参考文献
[1]大气成分观测业务规范气象出版社，2012.
[2]蓝盾三代β射线法大气颗粒物监测仪使用说明书 .。