可吸入颗粒的自动检测
化学1201 41266014林晓海可吸入颗粒物通常指粒径在10微米以下的颗粒物，又称为PM10。
可吸入颗粒物可以被人体吸入，沉积在呼吸道、肺泡等部位从而引发疾病。
颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。
10微米直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5微米直径的可进入呼吸道的深部，2微米以下的可深入到细支气管和肺泡。
可吸入颗粒物是在环境空气中长期飘浮的悬浮微粒，对大气能见度影响很大。
可吸入颗粒物通常来自在未铺沥青、水泥的路面上行使的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。
可吸入尘同时在大气中还可为化学反应提供反应床，是气溶胶化学中研究的重点对象，已被定为空气质量监测的一个重要指标。
常用的监测仪器有：β射线检测仪、压电晶振法检测仪、光散射型检测仪和锥震微天平法检测仪。
1. β射线检测仪
在空气质量自动监测系统中，常用β射线检测仪监测颗粒物，其原理是根据射线衰减大小作相关性浓度测量；通过分别测量未采颗粒物滤带和采颗粒物滤带对β射线吸收程度的差异来测量空气中颗粒物量。
2. 压电晶振法检测仪
压电晶振法检测仪的核心部分是静电采样室，它由高压放电针、石英谐振器及电极组成。
空气中的颗粒物因高压电晕放电作用而带上负电荷，它被带有正电荷的石英振荡器电极表面吸引放电并沉积在其表面上，尘量增加使振荡频率降低，频率降低程度与尘量成正比，这就是晶振荡检测原理。
缺点是是需要定期清洗石英振荡器的电极，颗粒物采集率不稳定。
3. 光散射型检测仪
光散射型检测仪主要依据光经空气中颗粒物的侧向散射原理，具有测量速度快、适应性好及容易实现自动测量等特点。
缺点是精度不高，一般为 0.01mg/m3。
目前这类仪器主要用于烟尘（污染源）的测量，受颗粒物的粒径影响大，直接检测环境空气的颗粒物浓度尚未成熟。
但也有用于公共场所测量空气颗粒物浓度的报道。
其计数式的检测仪可以测定颗粒物的大小和个数，主要用于有特殊要求的环境空气检测（如超净工作室）。
其代表是激光粉尘仪，激光粉尘仪是以激光为
光源袖珍式粉尘检测仪，仪器采用光散射法原理，广泛应用于疾病预防控制中心、集中空调通风系统检测、空气净化器净化效率的评价、矿山、冶金、电厂、化工制造、卫生监督、环境保护、环境在线监测等。
激光粉尘仪该仪器适用于公共场所可吸入颗粒物（PM10）浓度的快速测定、工矿企业生产现场等劳动卫生方面粉尘浓度的检测，以及环境保护领域可吸入尘浓度的监测，还可用于空气净化器净化效率的评价。
4. 锥震微天平法检测仪.
美国 RP 公司生产的 TEOM1400a 型检测仪是锥震微天平法检测仪的典型代表，其原理是：使用一种锥形元件震荡微天平传感器，在传感器中颗粒物收集室是一个一端卡紧，另一端可以自由摆动的中心收集室，可更换的过滤器盒装在自由摆动一端的顶尖上。
收集室以自然频率摆动，当采集的颗粒物质量变化时，自然振荡频率改变，据此确定颗粒物的采集量。
根据不同地区或要求选用不用的检测仪。
例如，北方干燥地区可选用锥震微天平检测仪，工业区可选用光散射型检测仪等。
下表为4种可吸入颗粒的自动检测仪的对比
仪器类型测量原理分辨率特点及应用
β射线检测仪射线衰减强度与
颗粒物质量成比
例3μg/m3 测量数据误差较
大，可分段连续自
动测量
压电晶振法检测仪石英振荡频率与
颗粒物质量成比
例
0.05μg/Hz 定期清洗石英振
荡器的电极，颗粒
物采集率不稳定，
可分段连续自动
测量
光散射型检测仪散射光强与颗粒
物浓度成比例0.01mg/m3 受颗粒的粒径及
颜色影响大，直接
检测环境空气的
颗粒物浓度尚未
成熟，主要用于粉
尘连续在线自动
测量
锥震微天平法检测仪锥形管振荡频率
与颗粒物质量成
比例
±0.1μg/m3 仪器结构复杂，体
积大，受湿度影响
明显，可分段连
续自动测量
以上即是我对可吸入颗粒物检测常用的 4 种自动监测仪器性能和特点的认识和了解。
在空气质量自动监测系统中，常用β射线检测仪监测颗粒物，其原理是根据射线衰减大小作相关性浓度测量；通过分别测量未采颗粒物滤带和采颗粒物滤带对β射线吸收程度的差异来测量空气中颗粒物量.
压电晶振法检测仪的核心部分是静电采样室，它由高压放电针、石英谐振器及电极组成。
空气中的颗粒物因高压电晕放电作用而带上负电荷，它被带有正电荷的石英振荡器电极表面吸引放电并沉积在其表面上，尘量增加使振荡频率降低，频率降低程度与尘量成正比，这就是晶振荡检测原理。
缺点是是需要定期清洗石英振荡器的电极，颗粒物采集率不稳定。
光散射型检测仪主要依据光经空气中颗粒物的侧向散射原理，具有测量速度快、适应性好及容易实现自动测量等特点。
缺点是精度不高，一般为0.01mg/m3。
目前这类仪器主要用于烟尘（污染源）的测量，受颗粒物的粒径影响大，直接检测环境空气的颗粒物浓度尚未成熟。
但也有用于公共场所测量空气颗粒物浓度的报道。
其计数式的检测仪可以测定颗粒物的大小和个数，主要用于有特殊要求的环境空气检测（如超净工作室）。
美国RP 公司生产的TEOM1400a 型检测仪是锥震微天平法检测仪的典型代表，其原理是：使用一种锥形元件震荡微天平传感器，在传感器中颗粒物收集室是一个一端卡紧，另一端可以自由摆动的中心收集室，可更换的过滤器盒装在自由摆动一端的顶尖上。
收集室以自然频率摆动，当采集的颗粒物质量变化时，自然振荡频率改变，据此
确定颗粒物的采集量。
主要特点：
1. 可直读颗粒物质量浓度（mg/m3），1分钟出结果，或根据用户需要任意设定采样时间；
2. 测量快速、准确、检测灵敏度高；
3. 设计了自校系统, 仪器性能稳定可靠；
4. 具有气幕屏蔽及洁净气自清洗功能，确保光学系统不受污染；
5. 实现了软件自动调零；
6. 具有与计算机双向通讯功能，可通过PC机进行数据处理，打印出曲线及表格；
7. 具有颗粒物浓度连续监测、定时采样以及粉尘浓度超标报警等多种功能；
主要技术指标
检测灵敏度：低灵敏度0.01mg/m3 ；高灵敏度0.001 mg/m3 ；
测定范围：低灵敏度0.01～100 mg/m3 ；高灵敏度0.001～10 mg/m3 ；
测定时间：标准时间为1分钟，设有0.1、1、2、5、10分钟及调时档（任意设定采样时间）；重复性误差：±2%；
测量精度：±10%
输出接口：PC机通讯接口（RS232）及打印机输出接口
环境温度：0℃～40℃（储存温度－20℃～60℃）。