工业粉尘仪是实时监测空气中颗粒物浓度的专业设备,在环保监管、职业健康保护和生产过程控制中发挥关键作用。
一、核心测量原理与技术路线
1.光散射法(主流技术)
•激光前散射:激光束照射颗粒物,探测器捕捉前向18°散射光强度(与浓度正相关),实时输出PM值。
优势:响应快(1秒)、适合0.1~10μm颗粒(如PM2.5/PM10)
•后散射/侧散射:用于高浓度场景(>20mg/m³),如水泥厂破碎工序。
2.β射线吸收法(国标认证)
•放射性源(C-14)发射β射线,颗粒物截留滤带上导致射线衰减,计算质量浓度。
优势:绝对测量、不受颗粒物光学特性影响,满足HJ 653-2013标准
缺点:需定期更换放射源(每5年)、维护复杂
3.电荷感应法(适用于静电粉尘)
•颗粒物通过传感器时感应电荷,电信号强度关联浓度。
场景:煤粉仓、静电喷涂车间
4.超声波法(抗湿度干扰)
•声波穿过含尘气流产生衰减,适用于烧结窑等高温高湿环境。
二、核心结构与耐候设计
1.采样单元
•防倒吸探头:旋风分离器 + 加热管。
•气流控制:无刷真空泵,流量通常为2.83 L/min或28.3 L/min。
2.光学测量室
•激光源:650nm半导体激光器(寿命>5万小时),温漂补偿电路。
•散射腔:镜面不锈钢抛光(光反射率>95%),防积尘设计。
•光电探测器:雪崩二极管(APD)捕捉微弱光信号。
3.防护外壳
•材质:IP65铝合金壳体(户外型),化工区用316L不锈钢(耐酸碱)。
•温控系统:-30℃~50℃环境工作,内置加热器(寒冷地区防冻)。
三、工业级抗干扰技术
1.湿度补偿
•双通道温湿度传感器实时修正(避免水雾误报粉尘值)
2.多级滤除机制
•前置Teflon滤膜(阻隔大颗粒) + 动态背景光补偿(消除杂散光)
3.振动补偿
•加速度传感器识别设备震动,自动过滤机械干扰信号
4.防爆强化
•Ex ib IIB T4 Gb认证(煤炭/粉尘防爆区用),本质安全电路设计
四、核心应用场景
1.环保合规监测
•固定污染源排放口,监测颗粒物是否超GB 16297-1996限值
2.职业健康防护
•矿山/水泥厂作业面实时报警(浓度>10mg/m³触发声光报警)
3.生产过程控制
•制药车间洁净度监控
•喷涂线粉尘浓度闭环控制
4.特殊场景
•粮食筒仓防爆监测
•金属冶炼厂金属粉尘检测(需防磁性干扰设计)
五、选型黄金法则
1.匹配颗粒物特性
•粒径:超细粉(<1μm)选高功率激光散射仪
•材质:吸光性颗粒(如炭黑)慎用光散射法,优选β射线法
•浓度:>50mg/m³选宽量程侧散射探头
2.认准法定认证
•中国CCEP认证(必选)
•国际:TÜV Rheinland/UL认证
3.环境适应性
•高温场景(>80℃)须选带采样气体冷却模块
•防爆区必须满足ATEX/IECEx标准
六、维护要点与寿命保障
1.日常维护
•每周清洁光学窗口(无水乙醇擦拭)
•每月更换前置滤膜(防止堵塞)
2.定期标定
•采用ISO 12103-1标准粉尘(A1细灰/A2粗灰)进行量程校准
•激光功率衰减检测(<初始值70%需更换模块)
3.寿命指标
•激光器:>50,000小时
•真空泵:>30,000小时(定期加注真空脂)
