煙塵顆粒物連續檢測及校驗方法
來源： 閱讀：10657 更新時間：2008-05-14 09:21摘要：本文介紹了幾種煙塵連續檢測技術，并簡要介紹了煙塵分析儀的技術指標。
關鍵詞：煙塵顆粒物、連續、測量、測試、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。因為煙塵顆粒物是非氣體的，所以濃度不能
以體積單位表示，常用的單位為mg/m3
煙塵的習慣稱呼有：顆粒物、塵粒、粉塵、超微粉塵、飄塵等
煙塵測量儀用于對固定污染源排放煙塵作長期的連續的監測，反映煙塵在某一時間的排放情況。
目前得到廣泛應用連續監測系統以下幾種：不透明度（濁度）測塵儀、散射光測塵儀、射線吸收法
測塵儀、電荷法測塵儀。
二、煙塵連續測試技術簡介
1、不透明度測塵儀
原理：光通過含有煙塵的煙氣時，光強因煙塵的吸收和散射作用而減弱，通過測定光束通過煙氣
前后的光強比值來定量煙塵濃度。
透明度的定義：當一束光通過含有顆粒物的煙氣時，參比光強和光束和光束
通過煙氣后的光強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呈指數下
降，即：
式中：
---光通過煙氣的透過率；
---入射光強；
I---出射光強；
a---分子吸收率（與顆粒物直徑、波長及吸光度有關）；
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于粒子濃度均為非線性參數。為了得到相對于粒子濃度的線性參數，引用
了消光度的概念，透光度、不透光度和消光度之間的關系見下式：E=log(1/T)=-log(T)=kcl
對于穩定的介質和固定的波長，a為常數，對于固定的煙道，L為常數。因此，E與煙塵濃度成正比。
不透明度（濁度）測塵儀，分為單光程測塵儀和雙光程測塵儀兩種。單光程測塵儀的光源發射端與
接受端煙道或煙囪兩側，光源發射的光通過煙氣。由安裝在煙道或煙囪對面的接受裝置檢測光強，并
轉變為電信號輸出。雙光程測塵儀的光源發射端與接受端在煙道或煙囪同一側，由發射／接收裝置和
反射裝置兩部分組成，光源發射的光通過煙氣，由安裝在煙道對面的反射鏡反射再經過煙氣回到接收
裝置，檢測光強并轉變為電信號輸出。
2、散射光測塵儀
一光束設人煙道，光束與煙塵顆粒相互作用產生散射，散射光的強弱與總散射截面成正比，當煙塵
顆粒物濃度升高時煙塵顆粒物的總散射截面增大，散射光增強，通過測量散射光的強弱，即可得到煙
塵顆粒物的濃度。
當粒子被照明時會出現不同的效應，這些效應互相重疊，在不同的角度他們的量是不同的。散射光
是與輻射角相關的觀察角的函數。
其關系式如下：
式中：
N：測量敏感區顆粒物總數；
f（D）：顆粒物的粒徑；
Vv：測量敏感區的體積；
g：重力參數。
根據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。前散射測塵儀，接收器與光源呈士60o；邊散射測塵儀，接收器與光源呈土(60o-120o）；后散射測塵儀，接收器與光源呈土（1200一180o）。
測塵儀光學探頭分插人煙道內和位于煙道外兩種形式。
3,射線測塵儀
射線是放射線的一種，是一種電子流。所以，在通過物質時，和物質內的電子發生散射、沖突而被吸收。當射線的能量恒定時，這一吸收量就與物質的質量成正比，不受顆粒物的粒徑、分布、顏色等的影響。
測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，根據濾紙在采樣前后吸收射線的差求出濾紙捕集顆粒物的質量，用質量濃度（mg/m3)表示出顆粒物的濃度。
4,電荷法測塵儀：
任何兩種不同的物質在動態狀況下會互相之間產生靜電荷。如果顆粒物互相碰撞；電子將從一種物質傳導至另一種物質。這時，此靜電荷會產生微弱電流，這就是我們熟悉的”摩擦生電”原理。如果顆粒物只是流經過一種材料（探頭），兩者之間會形成一種感應電荷：當流動中帶正電荷的顆粒物接近探頭的有效距離時，探針內的電子將被吸引到接近顆粒物的外層。當此顆粒物流過探頭安裝位置后，探針內的電子將被推移至遠離顆粒物的另一面。當顆粒物離開有效感應距離時，探針內電子將恢復原來的分布狀況。這種電子群的移動現象也能形成一股可被探測到的微弱電流。這就是”電荷感應”原理。
電荷法監測設備就是利用探測各煙塵顆粒物與探針之間所產生的靜電荷，經過放大，分析和處理，轉換成一種電子信號并傳送進監測系統。利用”摩擦生電”原理來獲取信號的煙塵排放監測設備稱為”直流禍合”技術；利用”電荷感應”原理來獲取信號的煙塵排放監測設備稱為”交流禍合”技術。
實踐證明，煙塵顆粒物排放量與”交流藕合”技術監測探頭感應信號是一個線性關系。
三、煙塵測試儀的主要技術指標檢驗
煙塵分析儀的主要技術指標包括零點漂移，量程漂移，相關度，準確度。
1、零點漂移和量程漂移：
在檢測期間開始時，人工或自動校準儀器的零點和量程，記錄最初的模擬零點和量程讀數，每隔24小時測定并記錄零點和量程的讀數，然后校準儀器的零點和量程值
零點漂移：可按下式計算零點漂移。
△Z＝Zi一Zo
Zd＝△Zmax/Rx100％
式中：
Zo-－－－－－零點讀數初始值
Zi－－－－－一第i點零點讀數值
Zd-－－－－－零點漂移
△Z-－－－－－零點漂移絕對誤差
△Zmax－－－－零點漂移絕對誤差最大值
R-－－－－－儀器滿量程值
量程漂移：可按下式計算量程漂移。
△S=Si-So
Sd＝△Smax/Rx100％
式中：
So-－－－－－量程讀數初始值
Si-－－－－第i點量程讀數值
Sd-－－－－量程漂移
△S-－－－－量程漂移絕對誤差
△Smax-－－－－量程漂移絕對誤差最大值
R-－－－－一儀器滿量程值
2、相關性：濃度相關性校準是建立不透明度與煙氣中顆粒物質量濃度的關系曲線，利用關系曲線確定排放顆粒物的濃度。關系曲線在實際運用中，假定顆粒物特性與獲得校準曲線時顆粒物的特性相同。如果顆粒物直徑分布發生變化，對光的散射行為會發生變化，使由校準曲線獲得的顆粒物濃度與煙氣中顆粒物實際濃度存在一定的差距，由于校準曲線的置信區間和允許區間比較寬，只要存在的差距落在允許區間范圍內，仍認為校準曲線得到的顆粒物濃度是可靠的。
在檢測期間，生產設備和治理設施正常運行，在低中高生產能力或調節顆粒物控制裝置改變顆粒物排放濃度條件下進行測試
參比方法與CEMS同步進行，CEMS同步進行，CEMS每分鐘記錄一次顯示值，取與參比方法同時間區間顯示值的平均值與參比方法測定值組成一個數據對，至少取得15個數據對。
以CEMS的顯示值為橫坐標（X)，參比方法測定的顆粒物質量濃度為縱坐標（Y）。由最小二乘法建立兩個變量之間的關系。
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系數
3、準確度和相對誤差：在復檢期間，生產設備和治理設施正常運行，當達到被測設施最大生產能力70%以上時，可進行準確度和相對誤差的測量。
計算方法：將參比方法測定值減去CEMS顯示值除以參比方法顯示值，計算相對誤差。
