目前,激光顆粒物傳感器的應(yīng)用越來越廣泛,主要是因為設(shè)備有體積小、可同時測量多個通道、可實現(xiàn)秒級監(jiān)測等優(yōu)點。但市面上存在很多顆粒物傳感器與β射線標(biāo)準(zhǔn)法的一致性不夠好,主要是因為不同地域大氣環(huán)境的顆粒物形態(tài)不同,即使同一地域的顆粒物形態(tài)也一直在動態(tài)變化;另外濕度的變化對測量精度也會有影響。這對顆粒物傳感器的氣路、光路、電路及算法等提出了很高的要求,如果顆粒物傳感器的設(shè)計和使用能夠有相應(yīng)并有效的解決方案,就可以大大提高大氣環(huán)境顆粒物的測量精度。
以下是可以改進(jìn)激光顆粒物傳感器測量精度的主要措施:
1. 使用全粒徑TSP采樣頭:減少對大粒徑顆粒物的切割作用,為大粒徑準(zhǔn)確測量提供基礎(chǔ)。
2. 顆粒計數(shù)要準(zhǔn)確:通過采用精確的氣路、光路、計數(shù)電路及算法,可以更準(zhǔn)確地測量顆粒物的數(shù)量,進(jìn)而提高測量精度。提高光學(xué)電路靈敏度,使其可以測量到粒徑更小的顆粒物,從而提高測量精度,好的顆粒物傳感器能夠測量到小至0.3μm的顆粒。
3. 高濃度修正:對于高濃度顆粒物,粒子會產(chǎn)生重疊現(xiàn)象,但其在信號上會有表現(xiàn),需要識別算法進(jìn)行修正,以減少重疊引起的誤差,提高測量精度。
4. 粒徑測量要精準(zhǔn):主要氣路、光路、電路與算法的綜合優(yōu)化匹配,尤其是光束質(zhì)量,可以提高傳感器的響應(yīng)速度和測量精度。
5. 去除水汽影響:采用加熱恒濕閉環(huán)PID控制,可以減少水霧、高濕度對測量精度的影響,因為高濕度環(huán)境下顆粒物吸濕會體積增大,從而增大散射光強度,造成測量誤差。
6. 耐污染設(shè)計:采用氣路約束等有效措施,減少顆粒物對光學(xué)器件的接觸、吸附和污染,才能保證傳感器在大氣中長期的測量精度,避免出現(xiàn)開始測量精度高,但幾個月后數(shù)據(jù)誤差越來越大的情況。
綜上所述,PM2.5和PM10要測得準(zhǔn),可以采用全粒徑氣路、顆粒計數(shù)要準(zhǔn)確、提高最小檢測粒徑、高濃度修正準(zhǔn)確、去除水汽影響和耐污染設(shè)計等措施。從而提高激光顆粒物傳感器在變化大氣中的長期測量精度。
SDS069及TSP采樣頭、加熱恒濕模塊組合,經(jīng)過了長期與β射線法做大氣監(jiān)測驗證對比,從提升粒徑測量精準(zhǔn)度、降低濕度多方面進(jìn)行了多次優(yōu)化改進(jìn),是一個很好的整體性提高大氣PM2.5和PM10測量精度的方案。