β射線揚塵在線監測系統是一種基于β射線吸收原理的高精度顆粒物濃度監測設備,廣泛應用于建筑工地、道路揚塵、工業排放等場景,可實時測量PM??、PM?.?等顆粒物質量濃度。其核心優勢在于不受顆粒物顏色、成分及濕度影響,數據穩定可靠。
一、工作原理
1、β射線衰減法
基本原理:β射線(通常源自1?C或??Kr)穿透顆粒物樣品時,其強度因顆粒物質量吸收而衰減,通過測量衰減量計算質量濃度。
公式表達:
C為濃度(μg/m3),I?/I為射線衰減比,k為質量吸收系數,A為濾膜面積。
2、動態補償機制
濕度校正:內置溫濕度傳感器,實時修正濕度對濾膜吸附的影響。
零點校準:定期自動執行“空白濾膜”測量,消除環境背景干擾。
二、系統組成
模塊 | 功能與設計 |
---|---|
采樣單元 | - 旋風切割器(PM??/PM?.?分級) - 恒流采樣泵(流量16.67L/min,誤差±2%) |
濾膜帶 | 玻璃纖維濾膜(直徑47mm),自動進樣更換,壽命≥30天(按1h/次采樣計) |
β射線源與檢測器 | 低能??Kr源(活度≤100μCi),符合GB 18871輻射安全標準;半導體探測器(分辨率0.1μg) |
數據處理器 | 嵌入式系統,支持濃度計算、數據存儲(≥1年)及異常報警(堵塞、溫度超標) |
通信模塊 | 4G/RS485/Ethernet,支持HJ 212協議接入環保監管平臺 |
三、應用場景
1、建筑工地揚塵監測
實時監控施工區域PM濃度,聯動噴淋系統實現超標自動降塵。
數據對接政府監管平臺(如各地“智慧工地”系統),滿足環保合規要求。
2、道路揚塵管控
監測交通干道揚塵擴散趨勢,評估清掃車與抑塵劑作業效果。
3、工業無組織排放
鋼鐵、水泥等企業廠界顆粒物監測,定位無組織排放源。
4、特殊環境適配
高濕度:濾膜加熱至50℃,防止水汽凝結干擾。
高濃度:多級稀釋模塊(可選),擴展量程至50mg/m3。
四、對比其他監測技術
技術類型 | β射線法 | 光散射法 | 微量振蕩天平法(TEOM) |
---|---|---|---|
原理 | 質量吸收 | 光散射強度 | 頻率變化與質量關系 |
優勢 | 不受顆粒物顏色/成分影響,數據準確 | 實時性好,成本低 | 高靈敏度,適合低濃度環境 |
局限 | 需定期更換濾膜和β源 | 受濕度、粒徑分布影響較大 | 維護復雜,價格昂貴 |
適用場景 | 法規執法、長期趨勢分析 | 快速預警、移動監測 | 科研級高精度監測 |
五、維護與安全
1、耗材更換
濾膜帶:30天/卷(標準模式),更換耗時<5分鐘。
β射線源:??Kr源半衰期10.7年,使用壽命≥8年。
2、輻射安全
符合《電離輻射防護與輻射源安全標準》(GB 18871),周圍劑量當量率<1μSv/h(距離10cm)。
3、校準與質控
現場校準:每月用標準膜(如NIST可溯源膜)進行跨度校驗。
交叉驗證:每季度與手工重量法(HJ 618-2011)比對,偏差≤±15%。
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