煙塵顆粒物連續(xù)檢測(cè)及校驗(yàn)方法
來源： 閱讀：10176 更新時(shí)間：2008-05-14 09:21摘要：本文介紹了幾種煙塵連續(xù)檢測(cè)技術(shù)，并簡(jiǎn)要介紹了煙塵分析儀的技術(shù)指標(biāo)。
關(guān)鍵詞：煙塵顆粒物、連續(xù)、測(cè)量、測(cè)試、儀器
一、引言及定義
煙塵顆粒物是指懸浮在大氣中的固體和液體氣溶膠。因?yàn)闊焿m顆粒物是非氣體的，所以濃度不能
以體積單位表示，常用的單位為mg/m3
煙塵的習(xí)慣稱呼有：顆粒物、塵粒、粉塵、超微粉塵、飄塵等
煙塵測(cè)量?jī)x用于對(duì)固定污染源排放煙塵作長(zhǎng)期的連續(xù)的監(jiān)測(cè)，反映煙塵在某一時(shí)間的排放情況。
目前得到廣泛應(yīng)用連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以下幾種：不透明度（濁度）測(cè)塵儀、散射光測(cè)塵儀、射線吸收法
測(cè)塵儀、電荷法測(cè)塵儀。
二、煙塵連續(xù)測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)介
1、不透明度測(cè)塵儀
原理：光通過含有煙塵的煙氣時(shí)，光強(qiáng)因煙塵的吸收和散射作用而減弱，通過測(cè)定光束通過煙氣
前后的光強(qiáng)比值來定量煙塵濃度。
透明度的定義：當(dāng)一束光通過含有顆粒物的煙氣時(shí)，參比光強(qiáng)和光束和光束
通過煙氣后的光強(qiáng)I 的比值
透明度符合朗伯-比耳定理。朗伯-比耳定理表明光通過含有顆粒物的煙氣的透過率與acL呈指數(shù)下
降，即：
式中：
---光通過煙氣的透過率；
---入射光強(qiáng)；
I---出射光強(qiáng)；
a---分子吸收率（與顆粒物直徑、波長(zhǎng)及吸光度有關(guān)）；
c---污染物濃度
L---光通過煙氣的距離
不透光度用于表示被粒子遮擋后損失的光：O=1-T
透光度和不透光度相對(duì)于粒子濃度均為非線性參數(shù)。為了得到相對(duì)于粒子濃度的線性參數(shù)，引用
了消光度的概念，透光度、不透光度和消光度之間的關(guān)系見下式：E=log(1/T)=-log(T)=kcl
對(duì)于穩(wěn)定的介質(zhì)和固定的波長(zhǎng)，a為常數(shù)，對(duì)于固定的煙道，L為常數(shù)。因此，E與煙塵濃度成正比。
不透明度（濁度）測(cè)塵儀，分為單光程測(cè)塵儀和雙光程測(cè)塵儀兩種。單光程測(cè)塵儀的光源發(fā)射端與
接受端煙道或煙囪兩側(cè)，光源發(fā)射的光通過煙氣。由安裝在煙道或煙囪對(duì)面的接受裝置檢測(cè)光強(qiáng)，并
轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出。雙光程測(cè)塵儀的光源發(fā)射端與接受端在煙道或煙囪同一側(cè)，由發(fā)射／接收裝置和
反射裝置兩部分組成，光源發(fā)射的光通過煙氣，由安裝在煙道對(duì)面的反射鏡反射再經(jīng)過煙氣回到接收
裝置，檢測(cè)光強(qiáng)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出。
2、散射光測(cè)塵儀
一光束設(shè)人煙道，光束與煙塵顆粒相互作用產(chǎn)生散射，散射光的強(qiáng)弱與總散射截面成正比，當(dāng)煙塵
顆粒物濃度升高時(shí)煙塵顆粒物的總散射截面增大，散射光增強(qiáng)，通過測(cè)量散射光的強(qiáng)弱，即可得到煙
塵顆粒物的濃度。
當(dāng)粒子被照明時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同的效應(yīng)，這些效應(yīng)互相重疊，在不同的角度他們的量是不同的。散射光
是與輻射角相關(guān)的觀察角的函數(shù)。
其關(guān)系式如下：
式中：
N：測(cè)量敏感區(qū)顆粒物總數(shù)；
f（D）：顆粒物的粒徑；
Vv：測(cè)量敏感區(qū)的體積；
g：重力參數(shù)。
根據(jù)接收器與光源所呈角度的大小可分為前散射、邊散射及后散射。前散射測(cè)塵儀，接收器與光源呈士60o；邊散射測(cè)塵儀，接收器與光源呈土(60o-120o）；后散射測(cè)塵儀，接收器與光源呈土（1200一180o）。
測(cè)塵儀光學(xué)探頭分插人煙道內(nèi)和位于煙道外兩種形式。
3,射線測(cè)塵儀
射線是放射線的一種，是一種電子流。所以，在通過物質(zhì)時(shí)，和物質(zhì)內(nèi)的電子發(fā)生散射、沖突而被吸收。當(dāng)射線的能量恒定時(shí)，這一吸收量就與物質(zhì)的質(zhì)量成正比，不受顆粒物的粒徑、分布、顏色等的影響。
測(cè)塵儀將煙氣中顆粒物按等速采樣方法采集到濾紙上，利用射線吸收方式，根據(jù)濾紙?jiān)诓蓸忧昂笪丈渚的差求出濾紙捕集顆粒物的質(zhì)量，用質(zhì)量濃度（mg/m3)表示出顆粒物的濃度。
4,電荷法測(cè)塵儀：
任何兩種不同的物質(zhì)在動(dòng)態(tài)狀況下會(huì)互相之間產(chǎn)生靜電荷。如果顆粒物互相碰撞；電子將從一種物質(zhì)傳導(dǎo)至另一種物質(zhì)。這時(shí)，此靜電荷會(huì)產(chǎn)生微弱電流，這就是我們熟悉的”摩擦生電”原理。如果顆粒物只是流經(jīng)過一種材料（探頭），兩者之間會(huì)形成一種感應(yīng)電荷：當(dāng)流動(dòng)中帶正電荷的顆粒物接近探頭的有效距離時(shí)，探針內(nèi)的電子將被吸引到接近顆粒物的外層。當(dāng)此顆粒物流過探頭安裝位置后，探針內(nèi)的電子將被推移至遠(yuǎn)離顆粒物的另一面。當(dāng)顆粒物離開有效感應(yīng)距離時(shí)，探針內(nèi)電子將恢復(fù)原來的分布狀況。這種電子群的移動(dòng)現(xiàn)象也能形成一股可被探測(cè)到的微弱電流。這就是”電荷感應(yīng)”原理。
電荷法監(jiān)測(cè)設(shè)備就是利用探測(cè)各煙塵顆粒物與探針之間所產(chǎn)生的靜電荷，經(jīng)過放大，分析和處理，轉(zhuǎn)換成一種電子信號(hào)并傳送進(jìn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用”摩擦生電”原理來獲取信號(hào)的煙塵排放監(jiān)測(cè)設(shè)備稱為”直流禍合”技術(shù)；利用”電荷感應(yīng)”原理來獲取信號(hào)的煙塵排放監(jiān)測(cè)設(shè)備稱為”交流禍合”技術(shù)。
實(shí)踐證明，煙塵顆粒物排放量與”交流藕合”技術(shù)監(jiān)測(cè)探頭感應(yīng)信號(hào)是一個(gè)線性關(guān)系。
三、煙塵測(cè)試儀的主要技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)
煙塵分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)包括零點(diǎn)漂移，量程漂移，相關(guān)度，準(zhǔn)確度。
1、零點(diǎn)漂移和量程漂移：
在檢測(cè)期間開始時(shí)，人工或自動(dòng)校準(zhǔn)儀器的零點(diǎn)和量程，記錄最初的模擬零點(diǎn)和量程讀數(shù)，每隔24小時(shí)測(cè)定并記錄零點(diǎn)和量程的讀數(shù)，然后校準(zhǔn)儀器的零點(diǎn)和量程值
零點(diǎn)漂移：可按下式計(jì)算零點(diǎn)漂移。
△Z＝Zi一Zo
Zd＝△Zmax/Rx100％
式中：
Zo-－－－－－零點(diǎn)讀數(shù)初始值
Zi－－－－－一第i點(diǎn)零點(diǎn)讀數(shù)值
Zd-－－－－－零點(diǎn)漂移
△Z-－－－－－零點(diǎn)漂移絕對(duì)誤差
△Zmax－－－－零點(diǎn)漂移絕對(duì)誤差最大值
R-－－－－－儀器滿量程值
量程漂移：可按下式計(jì)算量程漂移。
△S=Si-So
Sd＝△Smax/Rx100％
式中：
So-－－－－－量程讀數(shù)初始值
Si-－－－－第i點(diǎn)量程讀數(shù)值
Sd-－－－－量程漂移
△S-－－－－量程漂移絕對(duì)誤差
△Smax-－－－－量程漂移絕對(duì)誤差最大值
R-－－－－一儀器滿量程值
2、相關(guān)性：濃度相關(guān)性校準(zhǔn)是建立不透明度與煙氣中顆粒物質(zhì)量濃度的關(guān)系曲線，利用關(guān)系曲線確定排放顆粒物的濃度。關(guān)系曲線在實(shí)際運(yùn)用中，假定顆粒物特性與獲得校準(zhǔn)曲線時(shí)顆粒物的特性相同。如果顆粒物直徑分布發(fā)生變化，對(duì)光的散射行為會(huì)發(fā)生變化，使由校準(zhǔn)曲線獲得的顆粒物濃度與煙氣中顆粒物實(shí)際濃度存在一定的差距，由于校準(zhǔn)曲線的置信區(qū)間和允許區(qū)間比較寬，只要存在的差距落在允許區(qū)間范圍內(nèi)，仍認(rèn)為校準(zhǔn)曲線得到的顆粒物濃度是可靠的。
在檢測(cè)期間，生產(chǎn)設(shè)備和治理設(shè)施正常運(yùn)行，在低中高生產(chǎn)能力或調(diào)節(jié)顆粒物控制裝置改變顆粒物排放濃度條件下進(jìn)行測(cè)試
參比方法與CEMS同步進(jìn)行，CEMS同步進(jìn)行，CEMS每分鐘記錄一次顯示值，取與參比方法同時(shí)間區(qū)間顯示值的平均值與參比方法測(cè)定值組成一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)，至少取得15個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)。
以CEMS的顯示值為橫坐標(biāo)（X)，參比方法測(cè)定的顆粒物質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)（Y）。由最小二乘法建立兩個(gè)變量之間的關(guān)系。
一元回歸方程：
Y＝a一bX
a-－－一偏移量
b-－－－一斜率
然后再求出兩者的相關(guān)系數(shù)
3、準(zhǔn)確度和相對(duì)誤差：在復(fù)檢期間，生產(chǎn)設(shè)備和治理設(shè)施正常運(yùn)行，當(dāng)達(dá)到被測(cè)設(shè)施最大生產(chǎn)能力70%以上時(shí)，可進(jìn)行準(zhǔn)確度和相對(duì)誤差的測(cè)量。
計(jì)算方法：將參比方法測(cè)定值減去CEMS顯示值除以參比方法顯示值，計(jì)算相對(duì)誤差。
