氣體中顆粒物檢測裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了氣體中顆粒物檢測裝置和方法，所述氣體中顆粒物檢測裝置包括進樣單元、富集單元和β射線檢測單元，所述富集單元包括第一輪、第二輪及卷繞在第一輪和第二輪上的紙帶；三維掃描單元分別獲得移出進樣單元的紙帶上富集區上表面和下表面各點的空間位置；計算單元根據豎直方向上對應的上表面點和下表面點的空間位置得出富集區各點的厚度Li，i=1,2

【技術實現步驟摘要】
氣體中顆粒物檢測裝置和方法


[0001]本專利技術涉及顆粒物檢測，特別涉及氣體中顆粒物檢測裝置和方法。

技術介紹

[0002]在顆粒物濃度的監測中，β射線法因其操作簡單、準確度高、維護量小而被普遍使用。然而，在顆粒物質量濃度較低環境下監測時，β射線衰減法的測量結果仍然具有較大的誤差。因此，提高β射線法的測量準確度是亟需解決的技術問題。
[0003]為了研究β射線法的測量誤差，分別進行了采樣后的零點測量和不采樣的零點測量實驗。兩者主要區別在于，采樣時零氣（無顆粒物的氣體）會通過紙帶，而不采樣的零點測量是零氣不通過紙帶。通過測量數據發現，采樣后測量的零點波動（
?
10~10μg/m3）明顯大于不經過采樣的（
?
5~5μg/m3），其主要原因是采樣過程使得紙帶產生形變，從而導致了測量誤差的增大。
[0004]現有部分學者學者提出了一種濾膜形變補償方法，通過攝像頭拍攝形變后的濾膜，對濾膜進行采樣點劃分，并獲取采樣點處的厚度，計算采樣后濾膜質量的相對增量。由此認為，即使濾膜質量增量為0，但由于采樣時負壓使紙帶產生形變，導致β射線穿過紙帶的厚度增加，造成了測量誤差的存在，通過將誤差補償到測量值中，即可提高測量結果的準確性。這種補償方式有以下幾個問題：1. 該方案中認為紙帶厚度不變是不對的，氣路負壓導致紙帶產生形變，表面積增大，形變的紙帶必然會變薄，并且形變的紙帶（圓形）從中心沿著徑向的厚度是變化的，所以在采樣點不同的位置處，紙帶厚度可能大于或小于紙帶原始厚度。
[0005]2. 攝像頭拍攝形變紙帶的信息是二維的，而形變的紙帶是一個三維的體，所以攝像頭拍攝無法得到形變紙帶上各點的厚度。

技術實現思路

[0006]為解決上述現有技術方案中的不足，本專利技術提供了一種氣體中顆粒物檢測裝置。
[0007]本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：氣體中顆粒物檢測裝置，所述氣體中顆粒物檢測裝置包括進樣單元、富集單元和β射線檢測單元，所述富集單元包括第一輪、第二輪及卷繞在第一輪和第二輪上的紙帶；所述氣體中顆粒物檢測裝置還包括：三維掃描單元，所述三維掃描單元分別獲得移出進樣單元的紙帶上富集區上表面和下表面各點的空間位置；計算單元，所述計算單元根據豎直方向上對應的上表面點和下表面點的空間位置得出富集區各點的厚度Li，i=1,2
…
N，N是正整數；以及，根據所述β射線檢測單元輸出的所述富集區的顆粒物初始濃度C0得出補償后顆粒
物濃度，L0是所述紙帶的厚度，ρ是所述紙帶的密度，S是所述富集區下表面相鄰各點在水平面上投影圍出的多邊形面積，V是氣體采樣體積。
[0008]本專利技術的目的還在于提供了一種氣體中顆粒物檢測方法，該專利技術目的是通過以下技術方案得以實現的：氣體中顆粒物檢測方法，所述氣體中顆粒物檢測方法為：卷繞在第一輪和第二輪上的紙帶移動到進樣單元，氣體中的顆粒物富集在紙帶的富集區；移出所述紙帶，三維掃描單元分別獲得移出進樣單元的紙帶上富集區上表面和下表面各點的空間位置；β射線檢測單元得出所述富集區的顆粒物初始濃度C0；計算單元根據豎直方向上對應的上表面點和下表面點的空間位置得出富集區各點的厚度Li，i=1,2
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N，N是正整數；所述計算單元根據顆粒物初始濃度C0得出補償后顆粒物濃度C：，L0是所述紙帶的厚度，ρ是所述紙帶的密度，S是所述富集區下表面相鄰各點在水平面上投影圍出的多邊形面積，V是氣體采樣體積。
[0009]與現有技術相比，本專利技術具有的有益效果為：檢測結果準確度高；通過三維掃描后得到的富集區上下表面各點坐標，從而精準地獲得形變紙帶富集區各點處的厚度，進而補償了由于紙帶形變帶來的顆粒物檢測誤差，從而實現顆粒物濃度測量中的精確補償。
附圖說明
[0010]參照附圖，本專利技術的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說明本專利技術的技術方案，而并非意在對本專利技術的保護范圍構成限制。圖中：圖1是根據本專利技術實施例的氣體中顆粒物檢測裝置的結構簡圖；圖2是根據本專利技術實施例的氣體中顆粒物檢測方法的流程簡圖。
具體實施方式
[0011]圖1
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圖2和以下說明描述了本專利技術的可選具體實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本專利技術。為了教導本專利技術技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些具體實施方式的變型或替換將在本專利技術的范圍內。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本專利技術的多個變型。由此，本專利技術并不局限于下述可選具體實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
實施例1
[0012]本專利技術實施例的氣體中顆粒物檢測裝置，如圖1所示，所述氣體中顆粒物檢測裝置包括：進樣單元21、富集單元和β射線檢測單元41，所述富集單元包括第一輪11、第二輪12及卷繞在第一輪11和第二輪12上的紙帶13；這些部件的結構和連接關系均是本領域的現有技術；三維掃描單元31，所述三維掃描單元31分別獲得移出進樣單元的紙帶13上富集區14上表面和下表面各點的空間位置；計算單元，所述計算單元根據豎直方向上對應的上表面點和下表面點的空間位置得出富集區14各點的厚度Li，i=1,2
…
N，N是正整數；以及，根據所述β射線檢測單元41輸出的所述富集區14的顆粒物初始濃度C0得出補償后顆粒物濃度，L0是所述紙帶13的厚度，ρ是所述紙帶13的密度，S是所述富集區14下表面相鄰各點在水平面上投影圍出的多邊形面積，V是氣體采樣體積。
[0013]為了提高補償精度以及降低計算工作量，進一步地，所述富集區14下表面相鄰各點在水平面上投影呈矩陣式分布。
[0014]為了獲得高精度的空間位置，進一步地，所述三維掃描單元31是激光三維掃描單元。
[0015]為了降低計算工作量，進一步地，所述多邊形是三邊形或四邊形。
[0016]圖2示意性地給出了本專利技術實施例氣體中顆粒物檢測方法的流程圖，如圖2所示，所述氣體中顆粒物檢測方法為：卷繞在第一輪11和第二輪12上的紙帶13移動到進樣單元21，氣體中的顆粒物富集在紙帶的富集區14；移出所述紙帶13，三維掃描單元31分別獲得移出進樣單元21的紙帶13上富集區上表面和下表面各點的空間位置；β射線檢測單元41得出所述富集區14的顆粒物初始濃度C0；計算單元根據豎直方向上對應的上表面點和下表面點的空間位置得出富集區14各點的厚度Li，i=1,2
…
N，N是正整數；所述計算單元根據顆粒物初始濃度C0得出補償后顆粒物濃度C：，L0是所述紙帶13的厚度，ρ是所述紙帶13的密度，S是所述富集區14下表面相鄰各點在水平面上投影圍出的多邊形面積，V是氣體采樣體積。
[0017]為了提高補償精度以及降低計算工作量，進一步地，所述富集區14下表面相鄰各點在水平面上投影呈矩陣式分布。
[0018]為了獲得高精度的空間位置，進一步地，所述三維掃描單元31是激光三維掃描單
元。
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.氣體中顆粒物檢測裝置，所述氣體中顆粒物檢測裝置包括進樣單元、富集單元和β射線檢測單元，所述富集單元包括第一輪、第二輪及卷繞在第一輪和第二輪上的紙帶；其特征在于，所述氣體中顆粒物檢測裝置還包括：三維掃描單元，所述三維掃描單元分別獲得移出進樣單元的紙帶上富集區上表面和下表面各點的空間位置；計算單元，所述計算單元根據豎直方向上對應的上表面點和下表面點的空間位置得出富集區各點的厚度Li，i=1,2
…
N，N是正整數；以及，根據所述β射線檢測單元輸出的所述富集區的顆粒物初始濃度C0得出補償后顆粒物濃度，L0是所述紙帶的厚度，ρ是紙帶的密度，S是所述富集區下表面相鄰各點在水平面上投影圍出的多邊形面積，V是氣體采樣體積。2.根據權利要求1所述的氣體中顆粒物檢測裝置，其特征在于，所述富集區下表面相鄰各點在水平面上投影呈矩陣式分布。3.根據權利要求1所述的氣體中顆粒物檢測裝置，其特征在于，所述三維掃描單元是激光三維掃描單元。4.根據權利要求1所述的氣體中顆粒物檢測裝置，其特征在于，所述多邊形是三邊形或四邊形。5.氣體中顆粒物檢測方法，所述氣體中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：代磊，陳純，王小翠，梅華燈，郭中原，劉盈智，劉立鵬，盧智易，郭校旭，費杰，
申請(專利權)人：杭州譜育科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：