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便携式激光尘埃粒子计数器,雾霾的历史,空气检测到预防

2020-10-29 09:44尘埃粒子计数器 人已围观

简介日本治理空气污染花了30年时间...

大家都知道,现在我国的雾霾很严重,一到冬季更是如此,严重的雾霾被怀疑是刺激亚健康身体加重生病的诱因,也难怪一到这个季节,总是病逝率最高的。

一、以史为鉴,看看历史上和空气净化,空气检测有关的那些事儿.....

大家肯定都会认为古代没有那么多污染,自然没有雾霾,那就大错特错了!最基本的,没有雾霾,哪儿来的‘霾’字呢?开个玩笑,其实古霾非今霾,古时候的霾,指的是猫砂飞舞。霾字下面这个“貍”念啥?其实就是狸猫的狸,那么为啥加个雨字头,就念霾了呢?其实貍字的古音就是mái,古代有种大猫就叫这个字,就跟现在的小猫一样,上完厕所得拿爪子扒拉土给埋上,这不就杨的哪都是灰么,再加上这大猫爱放臭屁,味儿也跟霾很像,就这么命名的。而且从《诗经》里面,就有霾出现了。 别闹。古代正儿八经的霾到底有没有?答案是:有!而且中国至少在近七百年前元朝就有过雾霾。

1.“元至元六年“雾锁大都”“都门隐于风霾间” ( 至元六年(1340)腊月,“雾锁大都,多日不见日光,都(城)门隐于风霾间”,“风霾蔽都城数日,帝恐天神之怒,遣礼部焚香祭天,祈神灵驱风霾而散。”

2.《元史》记载:元天历二年(1329年)3月,由于前年冬天没有降雪,春天又少雨水,天气异常干燥,导致雨土,霾,天昏而难见日,路人皆掩面而行。这里雨土上面那篇文章也提到,形容尘土像雨一般下,3月春季,这正是沙尘暴多发的季节。大风带来的大量的尘土,很多细小的颗粒悬浮在空气中,在稳定的天气状况下很难消散,也就是古文中霾的状态。 由此可见,元代史籍中所记述大都城的这两次“霾灾”,持续时间较长,能见度很低)。只不过内,古代的雾霾估计顶多就是沙尘类的,而现在都是重金属和化学成份,会致癌,严重得多。

国外古代的雾霾史又是怎样呢?

大家都知道,工业时代的欧洲经历过雾霾的大洗礼,雾都伦敦想必大家都听过,那时候不止英国,还有很多其他国家一样如此,比利时、巴西、美国,还有与我们一衣带水的霓虹日本。 我们就拿英国和日本,取个点心,举个栗子!

1.首先是英国

英国经历过两次大的雾霾侵袭。 第一个是维多利亚时代,随着工业的发展,煤炭被大规模应用到工业生产和生活中,数以十万级的烟囱、蒸汽机释放出大量的烟尘和二氧化碳,不久后空气污染的后果就显现出来。1873年,街上的大雾让行人无法看清道路,1879-1880年的冬天,有3000人死于大雾。统计显示,1840-1900年的维多利亚时期,英国有1/4的人死于空气污染引起的肺病,其雾都的名号也一直延续到了今天。 第二次是1952年,灾难再次降临伦敦。由于冬季居民大量燃煤,接连几日无风的伦敦终于爆发了大规模的雾霾灾害。不少资料中记载有当时的情景:在白天,伦敦人低头看不到自己的鞋;上演《茶花女》的剧院里,人们看不到舞台,只能被迫散场,伦敦交通也陷入瘫痪。 ‘雾都’伦敦 1952年著名的伦敦烟雾事件在本次雾霾灾害中,总计约10万伦敦市民患上了哮喘等呼吸道疾病;4天时间内,有4000多人被夺去生命;2个月后,又有8000多人去世。45岁以上人群的死亡数是平时的9.3倍,1岁以下的婴儿死亡数是平时的2倍。如此触目惊心的数据让这次灾难成为史上最著名的案例。

2.那么日本呢?

日本治理空气污染花了30年时间,由于空气污染物主要是燃烧煤炭,以及尾气排放造成的,因此改变能源结构,推广使用相对清洁的燃料,是治理空气污染的一个重要方面。日本在明治维新后迅速发展,由于在二战中战败,工业发展一度停滞,空气情况转好。但在经济重新起步后,环境问题愈发严重,甚至出现了“四日市公害”(因污染严重,四日市常年烟雾弥漫,很多市民患上哮喘病,并因此死亡)这种重大事件。从20世纪70年代,日本开始大举治理空气中的硫氧化物。

重污染下的日本 日本采取的办法包括:

一、“原料和燃料低硫化”,使进口原油低硫化,火力发电厂使用低硫重油,推广使用重油脱硫技术等;
二、“排烟脱硫”,通过技术去除废气的硫磺成分;
三、“促进能源节约和向污染低的产业结构转型”,减少对石油能源的依赖,尽量使用清洁能源。

在日本现今的能源结构中,核能、天然气,以及太阳能、地热、风能等占有重要地位,加之节能技术的推广,至20世纪90年代,日本硫氧化物的总排放量仅为50万吨,是60年代高峰时期的1/10;空气中的悬浮颗粒物含量从1975财年的0.050毫克/立方米,减少到了2010财年的0.021毫克/立方米。日本治理空气污染,前后也花掉了30年左右时间。

这样看来,国外以前的雾霾还是更胜一筹,我们国家的雾霾好像还没有如此大的威力,主要是潜在威胁。

二、通达未来,当下我们人类的杀霾利器。

雾霾既然这么害人,这么大的危害,我们人类现在的解决技术有哪些?空气检测和净化科技又取得了哪些成绩呢?

中国古代除了名扬四海的“四大发明”以外,也有许多逆天的黑科技让人震惊!看似是舶来品的“空气净化器”其实早在中国汉代就已经诞生。来看看大汉王朝的“空气净化器”!

雁鱼铜灯 这张图片大家应该在历史课本上看见过,此物名为雁鱼铜灯(图中我们可以看到是一只大雁嘴上叼着一条小鱼,这个铜灯也就由此得名)。但是它可不是普通的铜灯,而是两千多年前的环保杰作,相当于今天的空气净化器!汉代的灯具多以动物油脂为燃料,这样就会带来一些污染问题。点灯时会有一些没有完全燃烧的炭粒和燃烧后留下的灰烬,随着油面上升的热气流挥发,造成室内烟雾到处弥漫,污染室内空气和环境。该怎么解决这个问题呢?总不能等着被呛死吧,于是雁鱼铜灯也就由此孕育而生。 我们先来看看它的具体构造: 雁鱼铜灯 从图中可以看到,鱼腹、雁颈、雁体内部中空,彼此相连。照明时燃烧引起的烟雾,先由鱼形灯罩将烟导入雁颈造型的烟管,再经烟管进入盛水的雁腹,利用水来净化油烟。虽然构造有些简陋,但效果还是很实用的。 除了雁鱼铜灯,还有长信宫灯和铜牛灯,三者均采用储水滤烟的方式来净化空气,集照明、空气净化、美学价值等功能于一身。

长信宫灯也是国宝级的存在,大家应该也见过,下图即是长信宫灯,灯火燃烧时,烟雾通过烟道进入宫女体内,被盛放的清水过滤、溶解。 长信宫灯

但是,大家也看到了,这对于全局解决雾霾问题并没有多大帮助,现代有什么手段可以大面积解决雾霾吗? 答案是:绝对有!你们看看现在英国和日本,天蓝蓝水蓝蓝的,我们国家迟早也会变成这样,只是个时间问题,现在国家也在全面开展环保大战!

还是看下几个主流国家的抗霾手段:

1.英国:绿化带是城市面积的3倍 20世纪80年代,英国治理污染的重点为治理汽车尾气。政府要求所有新车都必须加装催化剂以减少氮氧化合物排放,又针对私家车征收天价的进城费和停车费,控制私车流。 同时,政府大力推动新能源汽车、公共交通和绿色交通。伦敦计划在2015年前建立2.5万套电动车充电装置,电动汽车买主将享受高额返利,并免交汽车碳排放税,甚至免费停车。自行车交通也被政府作为支柱,计划建设12条自行车高速公路。英国的高官们都以身作则,控制公务用车。2009年的一天,首相卡梅伦骑自行车上班,而副首相克莱格则在坐地铁。 此外,加强绿化也是治理大气污染的重要手段。在人口稠密的伦敦,人均绿化面积高达24平方米,城市外围还建有大型环形绿化带,面积达数千平方公里,几乎是城市面积3倍。今日的伦敦,大雾天气已经从100余年前的每年90天,减少为不到10天。

2.日本:汽车尾气不能使毛巾变黑 上世纪80年代,日本开始多渠道整治污染,对环境极为重视,在人口密集的狭小国土上,取得了堪称奇迹的成就。 日本治污的手段之一就是城市绿化,东京有关当局规定,新建大楼必须有绿地,必须搞楼顶绿化。东京的绿化很少种草,而是种树,不但要绿化面积,还追求绿化体积。大量树木对城市空气的净化作用自然是不可忽视的。 另一个手段是控制汽车。这还和一场旷日持久的官司有关。1999年东京国道沿线的600多位呼吸道疾病患者,集体状告地方政府和七家柴油汽车企业,认为汽车尾气给他们的身体造成了伤害。经过专家认证,汽车尾气造成的PM2.5确实具有强烈致癌作用。 为此,在2003年东京推出一项新立法,要求汽车加装过滤器,并禁止柴油发动机汽车驶入东京。新法规实施的第一天,交警在东京内外的主要路口全面检查,让每个司机发动引擎,然后用白毛巾堵在尾气排放口,如果发现白毛巾变黑,则这辆车不许进入东京。五年后官司告一段落,被告的汽车企业拿出12亿日元,与633名患者和解。 如今,日本汽车出厂时都已安装了过滤器,排放标准达到了欧洲三级标准,东京市内的几万辆出租车都是使用天然气。这些努力使得整个东京天青云白,视野也很好。而且认真的日本人还要拿乡下来比较,说东京的空气质量还不够好。 3.美国:实时监测小颗粒 美国采取区域环境管理框架,打破州的界限,依据地理和社会经济,将全国划分成十个大的地理区域,设立区域办公室,进行统一管理。环保机构有权进行立法、执法、处罚,并通过强制执行手段和监控、技术改进等相结合的方式协调开展工作。

美国环保署1997年根据《清洁空气法案》,又设立了专门针对大气PM2.5含量的标准,以便更好检测过去被忽略的这类细小颗粒物。美国对PM2.5的管理重点是严密监控、实时公开、立法规范。他们在全国范围内设立了数以千计的颗粒物检测站点。 环保署的官方网站,面向公众告知测得的空气质量指数。其中PM2.5参数每小时更新一次。为了更直观,网站通常通过六种颜色表示空气污染情况。绿色表示“良好”,黄色、橙色、红色、紫色依次加重,酱红色则表示“危险”。民众还可要求环保署通过电子邮件发送指定地域的空气质量。

在线式激光尘埃粒子计数器产品简介
 
粒子计数器(Particle Counter)是气体工业名词术语,通常被分为激光颗粒计数器或凝聚核粒子计数器。激光尘埃粒子计数器是用于测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器,仪器的测量参数设定、测量结果显示、按键、定时、打印、时间、日期、数据存储等均由内置微机(MCU)控制和实现,仪器可同时显示环境的温湿度并监测报告激光粒子传感器的工作状态 。
 
目前激光尘埃粒子计数器的用户越来越多,激光尘埃粒子计数器广泛应用于医药、电子、精密机械、彩管制造、微生物等行业中,实现对各种洁净等级的工作台、净化室、净化车间的净化效果、洁净级别进行监控,以确保产品的质量。激光尘埃粒子计数器是用来测量空气中尘埃微粒的数量及粒径分布的仪器,从而为空气洁净度的评定提供依据。常见的激光尘埃粒子计数器是光散射式(DAPC)的,测量粒径范围 0.1-10μm,此外还有凝聚核式的激光尘埃粒子计数器(CNC),可测量尺寸更小的尘埃粒子。
 
在线式激光尘埃粒子计数器仪器用途
 
粒子计数器是用于测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的专用仪器,由显微镜发展而来,经历了显微镜、沉降管、沉降仪、离心沉降仪、颗粒计数器、激光空气粒子计数器、凝结核粒子计数器、多通道多功能粒子计数器等过程,其中因激光空气粒子计数器测试速度快、动态分布宽、不受人为影响等各方面的优势,而成为很多行业的主流产品,被 广泛应用于为各省市药检所、血液中心、防疫站、疾控中心、质量监督所等权威机构、电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工、塑胶、喷漆、医院、环保、检验所等生产企业和科研部门。
 
在线式激光尘埃粒子计数器工作原理
 
空气中的微粒在光的照射下会发生散射,这种现象叫光散射。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言,有一个基本规律,就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小,就是光散射式粒子计数器的基本原理。实际上,每个粒子产生的散射光强度很弱,是一个很小的光脉冲,需要通过光电转换器的放大作用,把光脉冲转化为信号幅度较大的电脉冲,然后再经过电子线路的进一步放大和甄别,从而完成对大量电脉冲的计数工作。此时,电脉冲数量对应于微粒的个数,电脉冲的幅度对应于微粒的大小。

尘埃粒子计数器的具体工作原理:来自光源的光线被透镜组聚焦于测量腔内,当空气中的每一个粒子快速地通过测量腔时,便把入射光散射一次,形成一个光脉冲信号。这一光信号经过透镜组2被送到光检测器,正比地转换成电脉冲信号,再经过仪器电子线路的放大、甄别,拣出需要的信号,通过计数系统显示出来。需要指出的是,虽然仪器称为“计数器”,但是仪器分辨微粒大小的能力更为重要。因为电脉冲的计数很简单,而判断粒子的大小非常重要。
 
在线式激光尘埃粒子计数器仪器分类
 
1、按测试原理:光散射法测试(白光、激光)、显微镜法测试、称重法测试、DMA法测试(粒径分析仪)、惯性法测试、扩散法测试、凝聚核法测试(CNC)等
2、按流量:小流量 0.1cfm(2.83L/min) 、大流量 1cfm(28.3L/min)
3、按形状、体积大小:手持式、台式
4、按测试通道:单通道(只测某一种粒子径)、双通道(测试某两种粒子径)、多通道(测试多种粒子径)
 
在线式激光尘埃粒子计数器主要部件
 
光源是尘埃粒子计数器的关键部件,对仪器的性能影响很大。光源要求稳定性高、寿命长、不受干扰。激光尘埃粒子计数器的光源有普通光源和激光光源两种。普通光源为碘钨灯,体积大、发热量高、寿命短,开机后需要预热。激光光源为激光器,体积小、稳定性高、寿命长,常与检测腔及光检测器做成一体,组成传感器。
 
常见的激光光源有HeNe激光器、激光二极管。采用普通光源的激光尘埃粒子计数器对0.3μm以下的微粒信号响应很低,其信号幅度与计数器本身的噪声幅度相差无几,信号很难从噪声中检测出来。此类仪器虽然标有0.3μm这一通道,但只适于测定大于0.3μm特别是0.5μm以上的微粒。由于激光的单色性好,光能量集中稳定,所以采用激光光源的激光尘埃粒子计数器其传感器有较高的信噪比,此类仪器有些能检测到0.1μm的微粒。
 
在线式激光尘埃粒子计数器操作方法
 
不同型号的粒子计数器,在功能方面和操作界面方面会有一些差别,但基本的操作步骤是差不多的:
1.打开电源预热。
2.设置工作参数,如果和上次一样不需要更改可以跳过,具体的按键操作参考每台仪器的产品介绍。注意在采样状态下,设置是无效的。
3.设置完成后,即可开始采样测定,读取数据。
4.连接打印机,将数据导出打印出来,一些有内置打印机的产品可以直接打印。
 
在线式激光尘埃粒子计数器校准维护
 
1、粒子计数器是国家规定的计量器具,在使用一段时间后,其光学系统及检测系统都会发生变化,如光源老化、发光效率降低或聚焦错位、透镜被污染,从而使整机的转换灵敏度变化。因此需按JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》的要求每年定期到国家空调设备质量监督检验中心或者中国建筑科学研究院建筑能源与环境检测中心进行定期校准,并根据其出具法定校准证书对仪器各方面进行调整以获得最佳工作状态。
2、仪器的工作位置和采样管的进气口应处于同一气压和同一温度下,以免影响气路系统工作和产生凝露二损坏光学系统。若必须再有压差的情况下工作,则最大压差不超过200Pa在有压差和温度的条件下工作,会增大测量误差,甚至损坏仪器。
3、搬运仪器时,应轻搬轻放,少受震动,最好放在专用包箱内。
 
在线式激光尘埃粒子计数器注意事项
 
在日常使用和保养中要注意下面几点:
1、 当入口管被盖住或被堵塞,不要启动计数仪
2、 应该在洁净环境下使用,以防止对激光传感器的损伤
3、 禁止抽取含有油污、腐蚀性物质的气体,也不要测有可能产生反应的混合气体(如氢气和氧气)。这些气体也可能在计数器内产生爆炸。测这些气体需与厂家联系为取得更多的信息。
4、 没有高压减压设备(如高压扩散器)不要取样压缩空气,所有的计数器被设计用于在一个大气压下操作。仪器的工作位置和采样口应处于同一气压和同一温湿度环境下,保证仪器正常工作。
5、 水,溶液或其它液体都不能从入口管进入传感器。
6、 粒子计数器主要用来测试净化车间干净的环境,当测的地方有松散颗粒的材质,灰尘源,喷雾处时,须最少保持距进口管至少十二英寸远。以免以上的颗粒及液体污染传感器及管路。
7、 取样时,避免取样从计数器本身排出来的气体所污染的气体。
8、 在连接外置打印机或连接外接温湿度传感器时,需先关掉计数器;当执行打印操作时,打印机上须有打印纸,否则会损伤打印头。
9、 在搬运时,应轻搬轻放,少受振动、冲击。特别是对于台式的粒子计数器,更加要小心,以免损坏内部元件。
 
另外需要说明的是,每台激光尘埃粒子计数器的转换灵敏度均不同,在出厂时及以后须定期用标准粒子进行校准,以获得最佳转换灵敏度值。电路系统就是完成对脉冲信号的放大、甄别、计数的电路。此外还包括电源、控制、显示、计算、打印等电路。

Tags: 尘埃  便携式  激光 

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