揚塵在線監(jiān)測儀
1產(chǎn)品概述
基于β射線吸收原理的揚塵濃度監(jiān)測儀是目前內(nèi)外普遍采用的揚塵在線監(jiān)測儀器。β射線法揚塵在線監(jiān)測儀是可測量大氣中可吸入肺顆粒物(PM10和PM2.5)濃度的用儀器，用戶可以交互設(shè)置儀器參數(shù)進行連續(xù)在線測量。
儀器主機安裝在室內(nèi)，通過密封的管道和室外的切割頭（PM10或PM2.5）連接，可以進行大氣顆粒物PM10（空氣動力學(xué)直徑≤10um）和PM2.5（空氣動力學(xué)直徑≤2.5um）。
儀器利用β射線作為輻射源，抽氣泵對大氣進行采樣，在采樣時監(jiān)測儀實時監(jiān)控抽氣的流量，大氣中的懸浮顆粒被吸附在β源和閃爍體探測器之間的濾紙表面，抽氣前后閃爍體探測器計數(shù)值的改變反映了濾紙上吸附灰塵的質(zhì)量，根據(jù)采用體積換算為單位體積空氣中懸浮顆粒的濃度。
2部件組成
3功能描述
1.儀器主機：儀器主機面板有顯示和按鍵，實現(xiàn)人機交換功能。內(nèi)部集成有采樣系統(tǒng)，機械傳動控制，信號檢測與數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等。
2.切割器：切割器是根據(jù)空氣動力學(xué)原理設(shè)計的，用于分離不同直徑的顆粒物（PM10和PM2.5），切割器切割效率的有效流量16.7L/min。
3.采樣系統(tǒng)：采樣系統(tǒng)主要有采樣管路、動態(tài)加熱系統(tǒng)（DHS）和氣泵組成。氣泵使用的是刮板式大氣流量采樣真空泵，它具有自潤滑、無油污染、負載能力強等優(yōu)點。
4基本原理
儀器是根據(jù)β射線吸收原理設(shè)計的，β射線是種速電子流，當(dāng)能量的粒子由14C發(fā)射出來，在碰到塵粒子時，能量減退或被粒子吸收。β射線強度定時，被吸收量大小只與吸收物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，與吸收物質(zhì)的物化性無關(guān)。物質(zhì)放置在發(fā)射源14C和監(jiān)測β射線的裝置中間，β射線被吸收，能量衰減。這樣導(dǎo)致監(jiān)測到的β粒子的數(shù)量減少。
通過吸收物質(zhì)(如紙帶上的塵)，β射線粒子的衰減量接近指數(shù)。
5技術(shù)指標
揚塵在線監(jiān)測儀技術(shù)指標符合標HJ653-2013《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動檢測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》的要求，具體指標如下表所示。
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序號 |
項目 |
性能指標 |
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1 |
測量范圍 |
（0-1000）µg/m3、（0-10000）µg/m3可選 |
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2 |
測量準確度 |
±2% |
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3 |
滿標值 |
1.5mg/cm2 |
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4 |
斑點面積 |
1cm2 |
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5 |
斑點之間的中心距 |
α±0.5mm,α為設(shè)定值約13.5mm |
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6 |
低檢測限 |
≤2µg/m3 |
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7 |
計量前溫度 |
-30℃～+50℃，示值誤差為±0.5℃ |
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8 |
計量前壓力 |
60kPa～110kPa，示值誤差為±2.5% |
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9 |
重現(xiàn)性 |
≤2% |
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10 |
儀器平行性 |
≤±15% |
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11 |
采樣流量偏差 |
±2%(以恒流量16.7L/min為基礎(chǔ)） |
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12 |
計時誤差 |
24h<10s |
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13 |
整機噪聲 |
≤65dB |
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14 |
氣密性 |
氣路部分（不含傳感器）的氣密性在抽氣負壓達到5kPa時，迅速密閉氣路，1min內(nèi)負壓變化應(yīng)小于200Pa |
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15 |
流量穩(wěn)定性 |
流量在電壓為AC242V，阻力為9.0kPa、電壓為AC198V，阻力為11kPa的情況下，流量波動應(yīng)不大于5% |
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16 |
平均無故障運行試驗 |
監(jiān)測儀正常工作，平均無故障時間應(yīng)不小于2000h |
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17 |
工作環(huán)境 |
環(huán)境溫度：20℃～50℃ 相對濕度：不大于80% 大氣壓：86kPa～106kPa 電源：電壓AC220V±22V、頻率50Hz±1Hz |
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18 |
其他 |
儀器工作時附近不應(yīng)有劇烈震動的裝置或設(shè)備，無強電、磁場干擾；防止酸、堿及其他腐蝕性氣體或煙霧侵蝕儀器的光學(xué)及精密機械零件。 |
6主要功能
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序號 |
項目 |
性能/功能 |
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PM10 |
PM2.5 |
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1 |
探測器 |
蓋革計數(shù)管 |
光電倍增管閃爍體 |
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2 |
數(shù)據(jù)顯示周期 |
60min |
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3 |
采集周期 |
60min |
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4 |
校準方式 |
標準膜片（單點或多點） |
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5 |
接口 |
通訊串口、模擬輸出 |
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6 |
語言 |
中文 |
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7 |
操作 |
按鍵 |
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8 |
來電自啟動 |
停電后，再次來電能自動啟動 |
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9 |
故障報警 |
數(shù)據(jù)異常和斷紙報警 |
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10 |
數(shù)據(jù)存儲 |
儀器存儲測量數(shù)據(jù)，方便查詢和導(dǎo)出 |
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7產(chǎn)品特點
Ø 安全劑量的β射線作為輻射源。β放射源為14C，半衰期為5730，性能穩(wěn)定，符合核安全衛(wèi)士標準。
Ø 采用β射線吸收原理直接測量顆粒物的質(zhì)量。
Ø 氣路流量采用質(zhì)量流量計控制，恒流精度。
Ø 監(jiān)測儀結(jié)構(gòu)緊湊、具備自動校準功能、斷紙和數(shù)據(jù)異常報警功能。
Ø 使用動態(tài)加熱系統(tǒng)（DHS），消除環(huán)境濕度帶來的測試影響。
Ø 儀器能進行單點和多點標準膜片校準。
Ø 能實現(xiàn)多種樣品的采集并測試濃度，通過選擇不同的切割器測量空氣中TSP、PM10、PM5、PM2.5、PM1等濃度。
Ø 可以實時傳輸測量過程中的溫度、大氣壓、流量和測量濃度等數(shù)據(jù)功能。
Ø 測量單元和氣路單元分兩通道工作，采用光電傳感器定位，不僅消除回程誤差影響，保證了監(jiān)測精度，還保護了探測器不受采樣氣流和壓力差的影響，提了探測器使用壽命和測量精度。
Ø 可自動連續(xù)監(jiān)測，便于維護，運行成本低。
Ø 可通過串口RS232導(dǎo)出天或月的監(jiān)測數(shù)據(jù)
Ø 可通過RS485或電流環(huán)進行實時傳輸。
8儀器安裝
1.安裝位置
監(jiān)測儀需安裝在定溫度范圍的屋內(nèi)，如活動房或土建房屋（站房要求參考HJ655-2013《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》）。
儀器放置在操作溫度15℃ ～ 35℃，相對濕度無冷凝且不過85%，水平無震動，塵自由擴散的環(huán)境中。
2.儀器安裝
安裝步驟：（注意各配件對應(yīng)的名稱，見圖所示）
將連接套及加熱管的套裝與保護套這整體從上方通過主機外殼，將保護套與主機外殼固定，如圖1所示；
圖1
在保護套上端接切割器，切割器側(cè)端安裝個接水器（后期水滿2\3后要及時將水倒出并清洗或更換接水器），如圖2所示；
圖2
整體安裝效果圖如圖3所示：
圖3 安裝示意圖
9安裝要求
1.點位周邊情況要求
Ø 監(jiān)測儀器監(jiān)測點周圍沒有阻礙環(huán)境空氣流通的大建筑物、樹木或其他障礙物；
Ø 從監(jiān)測點到附近障礙物之間的水平間距，至少為該障礙物出采樣口垂直距離的兩部以上；
Ø 監(jiān)測點周圍建設(shè)情況穩(wěn)定；
Ø 監(jiān)測點能長期使用，且不會改變位置；
Ø 監(jiān)測點地處相對安全和防火措施有保障的地方；
Ø 監(jiān)測點附近沒有強電磁干擾；
Ø 監(jiān)測點附近具備穩(wěn)定可靠地電源供給；
Ø 監(jiān)測點的通訊線路方便安裝和維修；
Ø 監(jiān)測點周邊有便于出入的車輛通道。
Ø 采用口距離地面的度在（3-15）m范圍內(nèi)；
Ø 在采用口周圍270°捕集空間范圍內(nèi)環(huán)境空氣流動不受任何影響；
Ø 采樣口離建筑物墻壁、屋頂?shù)戎挝锉砻娴木嚯x大于1m；
Ø 采樣口于實體圍欄至少0.5m以上；
Ø 當(dāng)設(shè)置多個采樣口時，采樣口之間的水平距離大于1m。
Ø 儀器安裝完成后，后方空間大于等于0.8m；
Ø 儀器安裝完成后，頂部空間大于等于0.4m；
Ø 采樣管豎直安裝；
Ø 采樣管與屋頂法蘭連接部分密封防水；
Ø 采樣管長度不過5m；
Ø 切割應(yīng)方便拆卸、清洗；
Ø 采樣管支撐部件與房頂和采樣管的連接應(yīng)牢固、可靠，防止采樣管搖動；
Ø 數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備是否能正確記錄、存儲、顯示采集到的數(shù)據(jù)和狀態(tài)。
10測量周期
監(jiān)測儀用數(shù)學(xué)方法計算完成個周期需要的全部時間為個小時，基本的周期包括：
1、 整點時，儀器首先進行走紙，確保本周期的測量在潔凈紙帶處進行，然后執(zhí)行潔凈紙帶I0的初始計數(shù)。
2、 電機帶動紙帶，將已經(jīng)計數(shù)過的潔凈濾紙（I0）位置移動到抽氣壓頭下，采樣泵（真空泵）開始采樣。采樣時間為50分鐘。
3、 抽氣結(jié)束，電機帶動采樣過的濾紙返回計數(shù)器位置，測量收集塵的截面所吸收的β射線（I1）。后根據(jù)公式計算濃度以結(jié)束個周期。
4、 等待整點，個新的循環(huán)開始。
11故障排查
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序號
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故障現(xiàn)象
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可能原因
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解決方案
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1
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無法正常開機
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a、 電源電壓不正常；
b、 開關(guān)電源工作不正常。
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a、 檢查電源電源，確保電壓正常；
b、 檢查開關(guān)電源的輸入輸出電壓是否正常。
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2
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顯示“流量故障”或顯示流量偏小
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a、 抽氣泵無工作；
b、 抽氣管路未連接好或氣路堵塞；
c、 溫度采集錯誤；
d、 流量控制器未工作；
e、 控制芯片故障。
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a、 檢查抽氣泵電源接線和電源電壓是否正常，主機后面板上的繼電器是否好壞。
b、 檢查氣管連接是否正常，是否有異物堵塞現(xiàn)象。
c、 檢查溫度傳感器、鉑電阻接線、溫度變送器等是否正常。
d、 測量流量控制器控制電壓和反饋電壓是否正常。
e、 更換TLC2543或TLC5618芯片。
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|
3
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顯示“紙帶異常”
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a、 壓緊滾輪未放下；
b、 紙帶安裝錯誤或左右紙帶壓紙盤未擰緊；
c、 斷紙。
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a、 放下壓緊滾輪。
b、 重新安裝紙帶或擰緊左右紙帶壓紙盤。
c、 檢查斷紙原因：1）左右拉緊輪的張力，是否左大于右；2）調(diào)節(jié)平衡桿左右移動是否無任何阻力；3）調(diào)試壓緊輪壓力是否太大或壓緊輪轉(zhuǎn)動是否順暢；4) 檢查光耦位置是否偏移；5）檢查電機是否故障。
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4
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頻繁出現(xiàn)異常值
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a、 流量異常；
b、 切割器未清洗；
c、 系數(shù)修正錯誤；
d、 探測器故障。
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a、 按流量故障檢查排除。
b、 清洗切割器。
c、 檢查系數(shù)修正是否正常。
d、 首先測試計數(shù)是否正常，檢查壓模塊供電電壓，更換芯片6N137和MC14106。
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5
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通訊故障
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a、 通訊方式選擇錯誤；
b、 通訊故障；
c、 線序錯誤。
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a、 選擇正確的通訊方式。
b、 按485通訊調(diào)試。
c、 檢查通訊線纜和線序。
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6
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DHS不工作或顯示花屏
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a、 DHS控制線松動或脫落；
b、 電源供電異常；
c、 靜電過大。
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a、 重新插拔DHS控制線。
b、 檢查電源供電情況。
c、 做好接地線。
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7
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時鐘停止或異常
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a、 紙帶異常；
b、 電池沒電；
c、 時鐘芯片壞
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a、 更換紙帶或排除紙帶異常故障；
b、 更換電池；
c、 更換時鐘芯片DS1302。
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13產(chǎn)品相冊
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