粉尘仪检定装置稳定性的考察

粉尘仪检定装置稳定性的考察

宋亚男

(北京国电龙源环保工程有限公司北京100000)

摘要：随着经济的发展，科学技术的进步，各领域各种技术在不断的开发研究中得到技术水平上的提升，尤其是在空气中颗粒物浓度的检定，通过科技力量的强大，采用合适的方法，检定结果已趋近于真实值。而检定装置被火电厂、煤矿厂、环保等各个领域所应用，在空气颗粒污染监测中有着重要地位。本文通过研究粉尘仪检定装置稳定性，为颗粒物浓度检定提供有效的参考意见。

关键词：粉尘仪；检定装置；稳定性

引言：

本文通过对粉尘仪检定装置稳定性影响因素的研究，分析其稳定性影响，以此为颗粒物浓度检定工作人员提供参考。

一、粉尘仪检定装置的稳定性影响因素研究

粉尘仪检定装置主要用途是检定空气中的颗粒物浓度，在各个领域都有应用，如火电厂、煤矿厂、环保、疾控、工业生产等领域，是检定空气污染的重要手段，通过粉尘仪能够得出具体的颗粒物计量数据，并实时参与检测，为衡量空气污染程度提供有效的参考。而在粉尘仪进行检测时，其稳定性衡量检定质量的重要标准之一[1]。通常情况下，除过正常的人工操作失误外，检定稳定性受粉尘浓度的影响，如图1，在满足一定条件下，检定颗粒物浓度，以检测时间804秒截取浓度曲线，图1表示在检测时间内将粉尘浓度波动情况，可以很明显地看到，图1左平滑曲线的波动比图1右的浓度点的波动严重，可以很明显看到不同采样频率会影响浓度检定结果，不同浓度波动对检定装置的稳定性有一定的影响。因为在检定过程中，空气中的颗粒物处于运动状态的，既在固定地点不同时间浓度是不同的，如空气左右流动，左浓度比右浓度大，如果恒定流动，空间实际粉尘浓度会恒定大于检测浓度。其中，浓度影响因素有，其一，在检测过程中，粉尘气溶剂处于气固状态，此溶剂状态十分不稳定，且是片段性流动，会影响到检定装置的脉冲信号的连续性。其二，在国际标注规定中，固体悬浮颗粒直径小于75μm即为粉尘，如灰尘、烟尘、砂尘等，此类悬浮物在空间中或发生盘碰撞分离，或发生凝聚情况，正因如此，在检测时信号会根据大小产生强弱变化，导致信号不稳定，进而检测结果不稳定。如理想状态下颗粒直径分布均匀且直径大小较小，满足最佳条件，能得到较为稳定的结果，此种情况在实际检定中非常少见。其三，在实际的检测中，颗粒物会随着气流运动而运动，运动中凝聚、分离、扩散会干扰检定信号，造成检测结果不稳定。因此在实际检定中需要在稳定的空间进行检测[2]。

图1粉尘浓度不同数据采集频率下的稳定性曲线

二、稳定性影响分析

（一）对示值误差的影响

在检定装置检测空气颗粒物浓度时，检测结果不仅要准确，还需要检测速度较快，能够实时反映空气中颗粒物浓度的变化，计量结果反映粉尘浓度，浓度变化既是空气颗粒物浓度。不过，在检定中颗粒物浓度PM2.5浓度并不是一个固定值，而是在一定时间内根据浓度变化曲线测定的平均值。同时因为空间浓度存在的变化，就检定装置自身检定结果而言，检定结果本来就存在着示值误差，与理想状态下的检定结果存在着一定的误差。不过，检定曲线在一定程度上与理想状态的检定曲线有一定的重合，表示检定装置的检定结果具有一定的正确性。同时，在实际检定中检定装置自身结构对浓度也有一定的影响，当检定装置处于离线状态，检定过程通常是在一定的输送管道下进行检定，在这个过程中，需要一定的抽取、干燥、稀释等，而经过处理的浓度检定结果与实际的检定结果存在一定的误差[3]。

（二）对重复指标的影响

在检定装置检测空气颗粒物浓度时，检测时间既不能太短，也不能太长，要选择合适的时间段进行结果计算，如时间太短则无法真实的反应粉尘浓度波动情况。而时间太长则会令检测浓度曲线平滑。在实际检测工作中时间可以滤膜采样时间同步，保证其稳定性。因此，在进行浓度检定时，通常是以一定时间浓度波动情况来判定浓度结果，而在这个过程中会形成一条时间浓度变化曲线，一定时间内一定的浓度变化。因为浓度变化毫无规律可言，浓度曲线不稳定，检定结果就会发生于一定的偏差，因此，选择合适的采样频率从就成为浓度检定结果趋近于实际浓度的有效方法。如，假定时间浓度变化存在着周期性变化，那么在检测中，检测时间小于四分之一周期时间，得到的浓度相对稳定，但于实际浓度偏差较大，能客观地反映装置的重复性性能。当检测时间大于四分之一周期，小于一周期，浓度的波动较大，浓度检定结果不稳定，重复指标较差。当检测时间大于一周期，此时时间浓度曲线经历了多个波动周期，波动平滑，较为稳定。在一定实验的基础上可以得出结论，检测浓度曲线的变化不稳定严重影响着检定结果，而想要得到较为正确的检定结果，就需要根据检定曲线变化来改变重复指标，如，在检定装置浓度检定中浓度曲线变化不稳定，可以延长重复测量时间，而后通过平滑处理曲线，进而得到较为准确的浓度检定结果。而如果检定装置浓度检定中浓度曲线变化较为稳定，那么就可缩减重复指标，提高采样频率，完成六次检测测量，得到较为准确的浓度检定结果[4]。

三、结束语

综上所述，本文通过分析检定装置稳定性的影响因素，并对稳定性的影响进行分析，得出在检定装置检定过程中，其稳定性受颗粒物浓度变化的影响及采样频率的影响，其中，因为空间颗粒物自身处于运动状态，在做扩散、凝聚的运动，造成信号不稳定，影响浓度检测，同时，在不同采样频率下其浓度曲线不同，影响浓度检定结果。而其稳定性则影响示值误差和重复指标，可以说，在检定装置浓度检定中，检定数值与空间实际颗粒物浓度值一定存在误差，通过检定装置检定只能领检定结果趋近于真实值。

参考文献：

[1]张国城,赵红达,杨振琪,等.一种振荡天平原理粉尘仪快捷计量检测方法[J].计量技术,2017,08:43-45.

[2]沈正生.粉尘性质对光散射式粉尘仪测量结果的影响[J].计量技术,2017,07:46-48.

[3]杨剑,余绍峰,高一波,等.基于电流比较仪的高精密电流互感器自动检定装置研制[J].自动化与仪器仪表,2017,02:183-185+188.

[4]施伟雄,范人杰,等.低速尘箱中采样口形状对粉尘仪计量检测的影响[J].计量技术,2017,11:45-49.