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在線重金屬分析儀采用無損的X射線熒光光譜原理，并結合大氣顆粒物富集技術進行測試。整套儀器包括大氣顆粒物富集系統(tǒng)（采樣裝置、加熱裝置、流量測量裝置）、卷膜系統(tǒng)（濾膜卷、濾膜運動電機）、XRF分析測試系統(tǒng)（X光管、數(shù)字多道分析器、算法分析軟件）、控制系統(tǒng)（采樣控制、卷膜運動、XRF檢測、流量記錄與控制、重金屬濃度計算、結果顯示等）。
切割器采用撞擊式切割器，其原理是：當環(huán)境空氣通過一個噴嘴時，按照慣性原理射向沖擊板后氣流發(fā)生偏轉，粒徑大的顆粒物動量也大，撞擊到撞擊板上被收集，粒徑小的顆粒物動量小，撞擊后隨氣流發(fā)生偏離，經(jīng)過采樣管到達采樣濾紙帶上。PM2.5切割器采用的是旋風式切割器，其工作原理是：氣流進入圓筒體后，以很高的速度經(jīng)180°漸開線前進，產(chǎn)生旋轉氣流。大粒徑的顆粒物在離心力的作用下，逐漸向器壁靠近，并繼續(xù)向下運動，速度逐漸降低。大粒徑的顆粒物與器壁撞擊后失去了繼續(xù)前進的動力進而落入大顆粒接收器，小粒徑的顆粒物沿氣體排出管上升，從而將大小顆粒分開。
在常規(guī)的空氣顆粒物采樣中，所用濾膜包括石英濾膜，玻璃纖維濾膜，聚氯乙烯濾膜，聚四氟乙烯濾膜等，這些濾膜針對空氣顆粒物測試的項目不同，有各自的應用。針對大氣顆粒物中重金屬的檢測，要求濾膜成分上不能含有待測重金屬。針對在線監(jiān)測，還對濾膜的強度有一定的要求。
傳統(tǒng)的空氣顆粒物質量濃度監(jiān)測采用的一般是玻璃纖維的濾膜卷，而玻璃纖維濾膜中含有多種重金屬，因此不能用來測試大氣顆粒物中的重金屬。在線重金屬分析儀則采用特殊定制的PTFE濾膜，其對空氣動力學直徑為0.3um的粒子收集效率在99.97%以上，其材質既保證了濾膜中不含重金屬，并且具有較大的強度，可以保證濾膜運動過程中不會被拉斷。
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