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空氣污染嚴重影響著公眾的健康,如今,全球多半城市人口長期處于細粉塵高濃度的環(huán)境中。環(huán)境空氣過濾測試是降低城市人口密集地區(qū)局部顆粒物濃度的一種新方法。
Palas® Fidas® Frog在斯圖加特“Am Neckartor”B14 聯(lián)邦高速公路旁監(jiān)測室外PM濃度,通過定期開啟和關閉過濾器并用光學粒子計數(shù)器監(jiān)測顆粒物質(zhì)量濃度,確定治理設施對 PM10 和 PM2.5 濃度的影響。經(jīng)過466小時的長期研究后顯示,測量站點的 PM10 平均減少了 10.4%。并且在整個安裝地點的過道區(qū)域可以清楚測量到效果。
Fidas® Frog便攜式粉塵儀可快速、可靠且保證質(zhì)量地確定細粉塵,例如,進行工作場所健康、安全和環(huán)境(HSE)管理范圍的監(jiān)測(暴露評估),或在室內(nèi)空氣質(zhì)量測量范圍內(nèi)進行監(jiān)測(例如,辦公室,學校等公共建筑,乘客艙等)。
本設備同時測量與環(huán)境有關的質(zhì)量分數(shù)PM1,PM2.5,PM4,PM10,TSP以及在0.18 – 100 µm粒徑范圍內(nèi)的粒徑和粒徑分布。通過提供具有較高時間分辨率的細粉塵測量值,操作員將獲得全面的信息,可用于評估和評價細粉塵污染,以進行研究應用。
Fidas®Frog具有非常緊湊和輕巧的設計,可作為便攜式手持監(jiān)測器使用,通過電池或市電供電,每次充電可工作長達8小時,因此可以在任何測量位置靈活地使用Fidas®Frog。
圖1:Fidas® Frog
Fidas®Frog通過WLAN與無線操作員面板(平板電腦)進行通信。通過這種方式,可以在測量地點和Fidas®Frog的操作員保持一定距離的情況下進行測量。以應用于難以進入的位置。此設計還允許將一個或多個Fidas®Frog集成到現(xiàn)有網(wǎng)絡中,并可以通過一臺中央PC對連接設備進行控制,例如用于生產(chǎn)設備區(qū)域監(jiān)控。
Fidas®Frog使用成熟的單粒子光學光散射測量技術,并配備高強度(dp min = 180 nm)、高穩(wěn)定輸出和長壽命的LED光源。 Fidas®Frog的傳感器和評估程序也應用在Fidas®200中,idas®200傳感器已通過TÜV/ Umweltbundesamt認證,可監(jiān)測環(huán)境空氣中的PM2.5和PM10,并已在與重量參考方法的全面比較中得到驗證。通過實施這一成熟的技術,并在生產(chǎn)中采取多種質(zhì)量保證措施(例如,將每臺Fidas®Frog與經(jīng)過認證的Fidas®200進行比較),可以確保進行準確且保證質(zhì)量的測量。
借助單分散測試粉,可以在現(xiàn)場隨時隨地輕松、快速地檢查和調(diào)整系統(tǒng)的校準。
Fidas®Frog的流量為1.4 l/min,并配備適用于環(huán)境條件、溫度、大氣壓和相對濕度的傳感器。
測量原理
實際的氣溶膠傳感器是一種光學氣溶膠光譜儀,它使用Lorenz-Mie單個粒子的散射光分析來確定粒徑。單個顆粒移動通過光學差異化的測量空間,該測量空間被白光均勻照射。每個粒子都會產(chǎn)生以85°至95°的角度檢測到的散射光脈沖?;谏⑸涔饷}沖的數(shù)量來測量粒子數(shù)。散射光脈沖的水平是粒度直徑的度量。
通過改進的光學器件,使用新的白色LED作為更高光密度的光源以改進信號分析(對數(shù)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器),可以將發(fā)射測量的檢測下限降低至180 nm。這樣可以大大提高檢測效率,尤其是對較小的顆粒的檢測,主要是在路邊附近發(fā)現(xiàn)高濃度的顆粒(見圖2)。
圖2:Fidas®細粉塵測量系統(tǒng)在0.18 – 18 µm粒徑范圍內(nèi)具有更高的靈敏度
分類精度和分離能力越好,粒度分布的定義越準確。
使用白光源可以獲取準確而明確的校準曲線,從而獲得高的尺寸分辨率。T型光闌可提供準確定義的光學測量體積,并能夠進行顆粒測量而沒有邊界帶錯誤,從而實現(xiàn)準確的尺寸測量。新的數(shù)字化電子信號分析系統(tǒng)可根據(jù)需要快速識別和糾正一致性。
圖3:通過PM值轉(zhuǎn)換粒度分布的算法比較
為了將測量值轉(zhuǎn)換為質(zhì)量分數(shù)或質(zhì)量分數(shù),每個值中的高分辨率粒度分布乘以一個相關因子,該相關因子反映環(huán)境氣溶膠的不同來源(例如燃燒氣溶膠,輪胎磨損,花粉)(參見圖3)。通過將分離曲線附加應用于確定的粒度分布,可以獲得質(zhì)量系數(shù)。多個分離曲線可以同時用于相同的尺寸分布,從而可以同時輸出PM10,PM2.5,PM1(及其他數(shù)據(jù))。例如,F(xiàn)idas®Frog可以使用相同的轉(zhuǎn)換算法進行操作,該轉(zhuǎn)換算法也已在獲得型式認可和認證的Fidas®200環(huán)境空氣監(jiān)測系統(tǒng)中實現(xiàn),用于對環(huán)境PM2.5和PM10濃度進行監(jiān)管監(jiān)測。
操作方式
Fidas®Frog的操作直觀而簡單。通過操作員界面,可以直接評估和比較所有測量數(shù)據(jù)。在測量過程中,可能會出現(xiàn)超出限值的提示消息。可以根據(jù)法律要求或根據(jù)個人需要定義這些限值(請參見圖4中的限值)。
圖4:在測量過程中顯示測量值
集成攝像頭正在記錄測量設置。通過此圖片,可以直接方便地將圖片添加到文檔中,以供設備生成的測量數(shù)據(jù)集或pdf測量報告使用。圖5以pdf顯示此測量報告,其中包括由用戶保存的測量條件的數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的圖形評估。該測量報告還示例性地附有工作場所測量圖片。
圖5:測量報告示例(第1頁和第2頁)
可以直接打印測量數(shù)據(jù),也可以通過微型USB端口將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)経SB記憶棒,并在外部PC上進行處理。在這種情況下,評估軟件PDAnalyzeFidas®提供了各種數(shù)據(jù)評估功能,尤其是粒度分布,另外還提供導出功能。
優(yōu)點:
• 連續(xù)同時實時測量PM1,PM2.5,PM10和TSP值 • 附加顆粒數(shù)濃度和粒徑分布 • 寬量程:180 nm – 100 µm • 1 s可調(diào)時間分辨率 • 直接比較不同的測量結(jié)果 • 可以設置限值 • 通過實施獲得EN認證的Fidas®200的傳感器/評估算法實現(xiàn)高質(zhì)量的測量數(shù)據(jù) • 通過將測量設備和Tablet PC分開進行控制(通過WLAN通訊),進一步擴展應用范圍 • 電池模式下長達八小時的測量時間 • 人體工程學設計,重量輕 • 直觀簡單的操作 • 集成攝像頭,可記錄測量結(jié)果 • 導出測量數(shù)據(jù)功能 • 可以在Fidas®Frog中生成pdf格式的測量報告 • 可以通過網(wǎng)絡集成輕松進行遠程監(jiān)控 • PDAnalyzeFidas®軟件可在外部PC上對測量數(shù)據(jù)進行單獨分析 • 可以在現(xiàn)場用測試粉檢查校準 • 功能可靠 • 很少維護 • 無放射性物質(zhì) • 沒有消耗品 • 氣壓、空氣濕度、溫度和相對壓力傳感器。 |
應用:
• 在變化位置或移動中監(jiān)測細粉塵 • 室內(nèi)、工作場所或車輛內(nèi)部的空氣質(zhì)量監(jiān)測 • 在空間有限的環(huán)境中用作氣溶膠光譜儀 |
Fidas® Frog便攜式粉塵儀參數(shù):
接口 | USB,通過USB適配器連接以太網(wǎng),WiFi接入點 |
測量范圍(尺寸) | 0.18 – 100 µm(2個測量范圍) |
尺寸通道 | 32個/衰減,256個原始數(shù)據(jù)通道 |
測量原理 | 單顆粒光學光散射 |
測量范圍(濃度數(shù)值) | 0 – 20,000,000 顆粒/升 |
體積流量 | 1.4升/分鐘 |
數(shù)據(jù)采集 | 數(shù)字,20 MHz處理器,256個原始數(shù)據(jù)通道 |
光源 | LED |
能耗 | 13 瓦 |
用戶界面 | 觸摸屏,1,280•800像素,8英寸 |
外殼 | 合成材料外殼 |
外型尺寸 | 100•240•150毫米(高•寬•深) |
重量 | 大約 2.1 kg(0.4 kg操作面板,1.7 kg測量單位) |
操作系統(tǒng) | Windows 10 |
數(shù)據(jù)記錄儀存儲 | 大約 16 GB,可通過micro-SD擴展 |
電池運行 | 不可拆卸鋰離子電池基本型號:77Wh(14.8V;5,200mAh),8核平板電腦:20Wh(3.8V;5,200mAh),2核 |
測量范圍(質(zhì)量) | 0 – 100 mg/m3(取決于 |
氣溶膠) | |
報告數(shù)據(jù) | PM1,PM2、5,PM4,PM10,TSP,CN,顆粒尺寸分布 |
安裝條件 | 0 – 40 °C |