β射线法大气颗粒物监测仪原理及常见故障分析
环境空气PM2.5和PM10自动监测相关问题分析
环境空气PM2.5和PM10自动监测相关问题分析【摘要】在公众对改善环境空气质量需求的推动下，大气细颗粒物PM2.5作为基本监测项目纳入《环境空气质量标准》（GB3095-2012），肇庆市已完成PM2.5的监测能力建设和实时发布。
根据2012年6月5日城市大气颗粒物（PM2.5和PM10）监测数据，出现了城市大气颗粒物（PM2.5和PM10）监测因为仪器方法技术局限而出现负值和“倒挂”（PM2.5监测浓度高于PM10）的现象，对该现象的研究分析对将来的自动监测工作极为重要。
【关键词】环境空气；PM2.5；PM10；负值；“倒挂”肇庆市已于2012年6月5日按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）在原有PM10监测和发布的基础上，增加了对PM2.5的监测分析和实时发布。
PM10是粒径小于等于10微米的颗粒物，也称为可吸入颗粒物。
PM2.5是直径小于等于2.5微米的颗粒物，也称为细颗粒物。
PM2.5是PM10的一部分。
在公众对改善环境空气质量需求的推动下，大气细颗粒物PM2.5作为基本监测项目纳入《环境空气质量标准》（GB3095-2012），肇庆市已完成PM2.5的监测能力建设和实时发布。
根据2012年6月5日以来城市大气颗粒物（PM2.5和PM10）监测数据，出现了城市大气颗粒物（PM2.5和PM10）监测因为仪器方法技术局限而出现负值和“倒挂”（PM2.5监测浓度高于PM10）的现象而影响数据实时发布的问题，在此对该问题进行分析探讨。
就目前肇庆市环境空气自动监测设备而言，主要为β射线方法和微量振荡天平方法的仪器，出现小时值为负值的现象通常见于微量振荡天平方法仪器。
微量振荡天平方法仪器是基于石英振荡杆上的膜片负重改变而导致振荡频率变化的原理来测量颗粒物的质量浓度。
正常情况下采样的颗粒物在膜片上是逐渐增加以及振荡频率变慢的变化过程，由膜片称重增量反映相关频率的降低变化与采样流量即可计算获得相应采样时段内的颗粒物浓度。
光散射式粉尘测试仪种类优缺点分析及工作原理
光散射式粉尘测试仪优缺点分析及工作原理
粉尘，是指悬浮在空气中的固体微粒。
习惯上对粉尘有许多名称，如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等，这些名词没有明显的界限。
粉尘检测仪简称粉尘仪，也叫粉尘测量仪或粉尘测试仪，主要用于检测环境空气中的粉尘浓
射线衰减分析法(BAM，直接试)
压电微量天平法(Piezobalance)
扩散式采样(被动采样，称重法)
级联式多级采样(撞击，称重或计数法)
几种检测技术的比对：
光散射法Array检测原理
根据梅氏理论(Dr.
Gustav MieJ 即球状颗粒物的散射理论。
当光束被照到认为是球体的颗粒时，会产生光的散射及吸收现象。
对于数量级与使用光波长相等或较大的颗粒，光散射是光能衰减的主要形式。
对于某个颗粒来说，如不存在多次散射，则散射光与颗粒大小
浓度有关。
通过测量散射光强度，经过转换求得粉尘质量浓度。
光散射颗粒物检测仪包括粒径切割器、光源、集光镜、传感器、放大器、分析电路、显示器、抽气泵等，当颗粒物经抽气泵以特定流量通过粒径切割器后进入光学室，由光源发出的光线照射在颗粒物上产生散射，此散射光通过集光镜到达传感器上，传感器把感受到的信号转换成电信号，经过放大和分析电路，可以计算脉冲
现场直接读取浓度数值(实时浓度、平均浓度、TWA、STEL)
价格便宜，耗材少，维护成本低。
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β-ray测厚原理
β-ray测厚原理β-射线测厚是一种常用的无损测量技术，用于测量材料的厚度。
本文将介绍β-射线测厚的原理及其应用。
一、β-射线的特性β-射线是一种高速电子或正电子，具有较强的穿透能力。
它们可以通过物质中的原子核发射出来，速度接近光速。
β-射线的能量较高，可以穿透一定厚度的物质。
二、β-射线测厚原理β-射线测厚利用β-射线的穿透能力来测量材料的厚度。
当β-射线穿过材料时，其强度会随着材料的厚度增加而减小。
通过测量β-射线的衰减程度，可以推算出材料的厚度。
三、β-射线测厚仪器β-射线测厚仪器由β-射线源、探测器和显示器组成。
β-射线源通常是放射性同位素，如铯-137或钴-60。
探测器用于测量β-射线的强度，常见的探测器有Geiger-Muller计数管和半导体探测器。
显示器用于显示测量结果，一般为数字显示或模拟指针。
四、β-射线测厚的应用β-射线测厚广泛应用于工业领域，特别是在金属加工和建筑材料中。
以下是一些应用示例：1. 金属板材测厚：在金属加工中，需要对金属板的厚度进行测量，以确保产品质量。
β-射线测厚可以准确快速地测量金属板的厚度，无需破坏样品。
2. 涂层测厚：在涂装工艺中，需要对涂层的厚度进行控制，以确保涂层的质量和性能。
β-射线测厚可以非破坏性地测量涂层的厚度，从而控制涂装质量。
3. 管道壁厚测量：在石油化工等行业，管道的壁厚是关键参数之一。
β-射线测厚可以通过管道外壁测量管道的壁厚，无需拆卸管道，为管道的维护和安全提供了便利。
4. 建筑材料测厚：在建筑工程中，需要对混凝土、砖块等材料的厚度进行测量。
β-射线测厚可以准确测量这些材料的厚度，用于质量控制和结构安全评估。
五、β-射线测厚的优势β-射线测厚具有以下优势：1. 非破坏性测量：β-射线测厚可以在不破坏材料的情况下进行测量，避免了样品的损坏。
2. 快速高效：β-射线测厚仪器操作简单，测量速度快，可以在短时间内完成测量。
3. 准确可靠：β-射线测厚具有较高的测量精度和重复性，可靠性较高。
明华mh3300说明书
明华mh3300说明书MH3300型烟气颗粒物浓度测试仪（烟尘直读仪）采用β射线吸收法，实现固定污染源烟气排放中颗粒物浓度现场测量的便携式颗粒物浓度测试仪器。
该仪器以β射线吸收法为质量测量基本原理，采用国标规定的烟气等速跟踪或定流量采样方法，具有测量精度高，使用方便等特点，不受颗粒物大小、颜色、燃料特性等特性影响，特别适用于烟气低浓度排放颗粒物浓度的现场测量。
主要特点1.采用β射线吸收法，不受颗粒物大小、颜色、燃料等特性影响；2.极高的检出限，解决超低排放，浓度低于5mgm3颗粒物浓度的检测要求；可以满足超净排放，浓度低于1mgm3颗粒物浓度的监测要求；亦可以作为便携式颗粒物自动连续监测使用，作为在线颗粒物CEMS的比对校准。
3.采样管全程加热且温度可调，彻底解决烟气湿度对测量结果的影响。
4.采样管采用钛合金材料设计，耐腐蚀，重量轻；采用高光洁度内采样管，极大减少颗粒物的吸附。
5.采样管可拆卸设计，方便现场携带使用，亦可满足不同的采样条件。
6.具有ZG技术的滤带传动检测技术，整卷滤膜可满足几十次测量。
7.采样位置和检测位置各自独立，解决了温度、压力等因素的影响。
8.采用标准膜校准，方便准确。
9.采用安全、稳定的C14放射源，满足国家豁免标准。
10.闪烁计数检测方式，测量精度高。
11.断电保护、来电自动恢复，记录实时数据、历史数据。
12.高负载采样泵，可轻松克服烟道负压。
13.有防静电措施，避免现场静电干扰。
执行标准1.GBT161571996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》。
2.HJT3972007《固定源废气监测技术规范》。
3.HJ752017《固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术规范》。
固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 β射线法辽宁地方标准2020版
固定污染源废气低浓度颗粒物的测定β射线法1 适用范围本标准规定了测定固定污染源废气中低浓度颗粒物的β射线法。
本标准适用于固定污染源废气中低浓度颗粒物（≤50 mg/m3）的测定。
当采样体积为1 m3（标干体积）时，方法检出限为0.1 mg/m3。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是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。
GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/T 48 烟尘采样器技术条件HJ/T 397 固定源废气监测技术规范HJ 836 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法3 术语和定义3.1 β射线 beta-ray放射性元素核衰变过程中发出的电子流。
注：β射线源可以使用147Pm、14C 或85Kr 等放射源。
3.2 烟道外过滤 out-stack filtration在烟道内对颗粒物进行等速采样，并将颗粒物截留在位于烟道外的过滤介质上的方法。
4 方法原理将具有加热/制冷功能的颗粒物采样管由采样孔插入烟道中，利用等速采样方法抽取一定量的含颗粒物的废气，采用烟道外过滤的方式，颗粒物被截留在捕集材料上。
β射线通过滤膜时，能量发生衰减，通过对衰减量的测定计算出颗粒物的质量。
β射线衰减量与颗粒物的质量遵循以下吸收定律：N = N0·e-km （1）式中：N——单位时间内通过滤膜的β射线量；N0——单位时间内发射的β射线量；k——单位质量吸收系数，cm2/mg；m——单位面积颗粒物质量，mg/cm2。
颗粒物质量经如下方法测得：步骤1：空白滤膜的测定N1=N0·e-km0 （2）步骤2：颗粒物截留后滤膜的测定N2=N0·e-k(m0+Δm) （3）合并式（2）和（3）得：N1=N2·e kΔm （4）或Δm=1k ln N1N2（5）式中：N1——单位时间内通过空白滤膜的β射线量；N2——单位时间内通过颗粒物截留后滤膜的β射线量；m0——单位面积空白滤膜的本底颗粒物质量，mg/cm2；△m——单位面积滤膜上截留的颗粒物质量，mg/cm2。
环境监测第五节颗粒物的测定
1、自然降尘量的测定
首先要按照本章第二节介绍的有关布点原那么和采样方法进行布点采 样。
六、空气质量指数计算
• 空气质量指数(AQI)是一种向社会公众公布的反 映和评价空气质量状况的指标。它将常规监测的 几种主要空气污染物浓度经过处理简化为单一的 数值形式，分级表示空气质量和污染程度，具有 简明、直观和使用方便的优点。
AQI与原来发布的API有什么区别？
AQI与原来发布的空气污染 指数〔API〕有着很大的区 别。AQI分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准 〔GB3095-2021〕，参与评价的污染物为SO2、NO2、 PM10、 PM2.5、O3、CO等六项；
采样结束后，剔除集尘器中的树叶、小虫等异物，其余局部定量转 移至1000mL烧杯中，加热蒸发浓缩至10～20mL后，再转移至已恒重的 磁坩埚中，用水冲洗粘附在烧杯壁上的尘粒，并入瓷坩埚中，在电热板 上蒸干后，于105±5℃烘箱内烘至恒重，按下式计算降尘量。
降 尘 量 [ t/k (2 m 3 d ) 0 ] m 1 m 0 m a 3 1 0 40 A t
本卷须知：使用时，应注意定期清
扫切割器内的颗粒物；采样时必须将 采样头及入口各部件旋紧，以免空气 从旁侧进入采样器造成测定误差。
2.小流量法
小流量法使用小流量采样器，如我国推荐 使用13L/min。使一定体积的空气通过具有别 离和捕集装置的采样器，首先将粒径大于 10μm的颗粒物阻留在撞击挡板的入口挡板内， 飘尘那么通过入口挡板被捕集在预先恒重的玻 璃纤维滤膜上，根据采样前后的滤膜重量及采 样体积计算飘尘的浓度。滤膜还可供化学组分 分析。
《2024年我国典型地区大气颗粒物测量技术、粒径分布及长期变化趋势》范文
《我国典型地区大气颗粒物测量技术、粒径分布及长期变化趋势》篇一一、引言大气颗粒物是指在大气中悬浮的各种固体和液体颗粒，对环境、气候、生态以及人类健康等都具有重要的影响。
因此，研究大气颗粒物的测量技术、粒径分布以及长期变化趋势具有重要的意义。
本文选取我国典型地区为研究对象，分析其大气颗粒物的测量技术、粒径分布以及长期变化趋势。
二、大气颗粒物测量技术（一）光散射法光散射法是目前较为常用的大气颗粒物测量方法之一。
其原理是利用激光束照射到大气颗粒物上，通过测量散射光强度来推算颗粒物的浓度和粒径分布。
该方法具有测量速度快、精度高、实时性强的优点。
（二）β射线吸收法β射线吸收法是通过测量β射线经过大气颗粒物后的吸收程度来推算颗粒物的浓度。
该方法具有灵敏度高、动态范围广的优点，适用于对高浓度颗粒物的测量。
（三）其他方法除了光散射法和β射线吸收法外，还有电子显微镜法、浊度计法等测量方法。
这些方法各有优缺点，根据不同的研究目的和实际需求，可选择合适的测量方法。
三、典型地区大气颗粒物粒径分布我国典型地区的大气颗粒物粒径分布受到地理位置、气候、人类活动等多种因素的影响。
一般来说，大气颗粒物的粒径分布呈现双峰或多峰特征，其中以PM2.5和PM10等细颗粒物为主要组成部分。
PM2.5是指粒径小于或等于 2.5微米的颗粒物，因其粒径小、质量轻，易于在大气中长时间悬浮，对环境和人体健康的影响尤为严重。
而PM10则包括更大粒径的颗粒物，同样具有不可忽视的危害。
四、长期变化趋势（一）总体趋势近年来，随着工业化和城市化的快速发展，我国典型地区的大气颗粒物浓度呈现上升趋势。
然而，随着政府对环境保护的重视和采取的系列措施，如大气污染防治行动计划的实施，大气颗粒物的浓度也呈现出逐步下降的趋势。
这表明我国的环保政策已初见成效。
（二）具体原因分析1. 自然因素：气候、地形等自然因素对大气颗粒物的浓度和分布具有重要影响。
例如，风力、降水等气象条件有助于大气颗粒物的扩散和沉降。
常见的扬尘监测仪的原理有哪些？
扬尘是建筑拆迁，道路施工，材料运输等施工过程的必然产物，这些颗粒物中的部
分受重力的作用沉降到地面、道路、建筑物等可以容纳的地方，它们在自然力或人类活
动等的影响下会再次或多次进入环境空气中形成扬尘，对空气造成严重污染。
扬尘监测仪是治理扬尘最有效的手段，能够对颗粒物PM2.5、PM10浓度进行连
续监测，可通过联动雾炮、塔喷等设施通过喷水在扬尘区形成雾区进行除尘降尘，从源
头上降低颗粒物的产生，能够有效控制建筑扬尘对大气环境的污染。
目前，扬尘监测仪对颗粒物PM2.5和PM10浓度的监测方法主要有激光散射法，
β射线法和震荡天平法三种：
（1）激光散射法：
当光照射在空气中悬浮的粒子上时，产生光散射。在光学系统和粉尘性质一定的条
件下，散射光强度与粉尘浓度成比例。光散射法测定空气中的粉尘浓度是通过测量散射
光强度，经过转换求得粉尘质量浓度的方法。
（2）β射线法：
β射线穿过待测定物质后，其强度衰减程度仅与被穿透物质的质量有关，而与其物
理、化学性能无关。当仪器按规定流量抽取空气样品，气体通过带状滤纸过滤，使粉尘
集中到该滤纸上，捕集前和捕集后的滤纸经β射线照射并测定透过滤纸的β射线强度，
便能间接测出附在滤纸上的粉尘质量。
（3）振荡天平法：
锥形元件于其自然频率下振荡，振荡频率由振荡器件的物理特性、参加振荡的滤膜
质量和沉积在滤膜上的颗粒物质量决定。仪器通过采样泵和质量流量计，使环境空气以
一恒定的流量通过采样滤膜，颗粒物则沉积在滤膜上。测量出一定间隔时间前后的两个
振荡频率，就能计算出在这一段时间里收集在滤膜上颗粒物的质量，再除以流过滤膜的
空气的总体积，得到这段时间内空气中颗粒物的平均浓度。
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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
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 .。