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顆粒物在線監測儀由哪些單元組成

來源：北京清環宜境技術有限公司 2025年08月15日 11:47

　　顆粒物在線監測儀是一種用于實時監測環境中懸浮顆粒物濃度的設備，廣泛應用于工業排放、環保執法、空氣質量評估等領域。其核心組成部分通常包括以下幾個關鍵單元：

　　1. 顆粒物在線監測儀采樣單元

　　功能：負責從被測環境中抽取代表性氣體樣品，確保進入儀器的空氣流量穩定且符合標準要求。

　　結構組成：

　　采樣探頭/主管路：采用不銹鋼或耐腐蝕材料制成，直接接觸高溫、高濕或腐蝕性氣體時需具備抗干擾能力；部分設計帶有加熱功能以防止水汽凝結堵塞。

　　過濾器預處理組件：前置粗效過濾器去除大顆粒雜質（如樹葉、昆蟲等），保護后續精密部件；某些型號還配備除濕裝置降低濕度影響。

　　流量控制模塊：通過質量流量計（MFC）或轉子流量計精確調節采樣速率，保證恒定流速以滿足ISO標準規定。

　　示例應用：在電廠煙囪監測中，采樣探頭需耐受300℃以上的高溫煙氣，同時保持等速采樣避免顆粒沉積損失。

　　2. 顆粒物在線監測儀測量分析單元

　　（1）光學傳感系統

　　技術原理：基于光散射法或透光度法測定顆粒濃度。常見實現方式包括：

　　激光散射傳感器：使用單色激光器照射樣品流場，通過光電探測器接收不同角度散射光強度，推算粒徑分布及質量濃度。

　　β射線吸收法：利用低能量β源發射的粒子穿過濾膜前后的能量衰減差異計算捕集到的顆粒質量，適用于低濃度高精度測量。

　　優勢對比：激光法響應速度快但易受顏色干擾；β射線法則穩定性強，適合高污染場景下的絕對質量濃度測定。

　　（2）振蕩天平稱量系統（OPC）

　　工作機制：將過濾后的顆粒收集于振動元件上，通過測量其諧振頻率變化來確定沉積質量增量，可實現連續在線稱重，常用于車載移動監測設備。

　　（3）電荷平衡法

　　特殊適用性：針對帶靜電特性明顯的工況（如化工粉塵），通過檢測電荷中和所需電量間接反映顆粒物含量，多用于科研級微觀機理研究。

　　3. 數據處理與控制單元

　　核心組件：

　　微處理器主板：運行嵌入式操作系統，執行數據采集協議并存儲歷史記錄；支持多通道并行處理以提高數據吞吐量。

　　AD轉換模塊：將模擬信號數字化，分辨率通常達到16位以上以保證微小變化的捕捉能力。

　　補償算法庫：內置溫度壓力補償模型，自動校正因環境條件波動導致的測量偏差；例如根據理想氣體狀態方程調整標況下的體積濃度換算因子。

　　增值功能擴展：支持多種通信接口，便于接入SCADA系統實現遠程監控；部分機型集成GIS地理信息系統展示空間分布特征。

　　4. 顆粒物在線監測儀輔助支持子系統

　　反吹清洗機構

　　脈沖噴吹組件：定期向傳感器腔室內反向注入高壓空氣，清除累積的粉塵防止堵轉；可編程邏輯控制器（PLC）設定間隔周期與持續時間。

　　疏水排水閥：自動排出冷凝水防止液態水進入測量區造成虛假信號，特別適用于濕度較大的工況環境。

　　溫濕度調控裝置

　　半導體制冷模塊：維持光學腔體內恒溫狀態，消除熱脹冷縮引起的光學路徑偏移誤差；配合PID閉環控制算法實現±0.5℃以內的溫度波動抑制。

　　干燥劑柱再生回路：吸附飽和后自動切換備用通道并進行熱再生循環，延長耗材更換周期至數月級別。

　　電源管理模塊

　　寬范圍開關電源：適應AC 85~264V輸入電壓波動，內置過壓過流保護電路提高可靠性；鋰電池備用供電保障突發斷電情況下的數據完整性。

　　能量回收設計：將加熱器余熱導流至預熱區預熱新進樣氣，降低整體能耗約15%~20%。

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