专利名称：一种将光散射法测得的粒子数浓度转换为质量浓度的方法及检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种浓度转换方法及检测仪，尤其涉及一种将光散射法测得的粒子数浓度转换为质量浓度的方法及检测仪。
背景技术：
光散射型颗粒物测量仪测定结果为颗粒污染物的粒子个数(个数/分钟，cpm),单位一般为粒子数浓度量虽然能够一定程度地反应颗粒污染程度，但是由于不同粒子的质量差异非常大，因此不适合用来描述颗粒污染的总体情况，因此颗粒物污染物(包括PM10，PM2.5)的相关标准中采用的都是质量浓度单位(mg/m3)。在之前的相关研究中，很多人尝试着研究这两种指标的相互关系，发现在一定置信区间范围内，两种指标是可以相互转换的。卫生部在2001年颁布了相关行业标准WS/T206-2001《公共场所空气中可吸入颗粒物(PMlO)测定方法光散射法》，其中对于光散射法测得的粒子数浓度转换为质量浓度数的方法给出了指导，并给出了粒子数浓度与质量浓度转换系数计算公式:K=C/ (R-B)(公式 I)式中:K-质量浓度转换系数，mg/m3.cpm ；C-称重法测得的质量浓度值，mg/m3 ；R-光散射式颗粒检测仪测量值，计数/分(cpm)；B-光散射式颗粒检测仪基底值，计数/分(cpm)。通过此方法，可得到转换系数K。同时规定在同一现场，采集12个以上有效样品进行数据统计分析，确认质量浓度和相对质量浓度具有线性回归关系，将其转换系数K的几何平均值作为该场所可吸入颗粒物(PMlO)浓度的转换系K值。
权利要求
1.一种将光散射法测得的粒子数浓度转换为质量浓度的方法，其特征在于，该转换方法采用了非线性转换模型:Cx=Wx,env C0 =WvnvKlxnv(R-B)K21:1l% 其中 下标X用于标识质量浓度的类型，包括PMio和PM2.5等； 下标env用于标识测量环境，包括室外大气、矿井等； Cx为目标质量浓度，包括PMlO质量浓度Cpmici以及PM2.5质量浓度Cpm2.5等质量浓度；C0为基准质量浓度，是从PMlO质量浓度Cpmici或PM2.5质量浓度Cpm2.5等质量浓度中选取的一个； wx；env为在以下标env标识的测量环境下，所述目标质量浓度Cx对所述基准质量浓度Ctl的转换系数； R为光散射型颗粒物检测仪测量出的空气可吸入颗粒物粒子数浓度； B为光散射型颗粒物检测仪的基底值； Kljenv和Κ2，εην为在以下标env标识的测量环境下所述粒子数浓度R对所述基准质量浓度Ctl的转换参数； 根据所述转换模型的测量步骤如下: 以光散射型颗粒物检测仪测量出所述空气可吸入颗粒物的粒子数浓度R ； 根据测量环境选取所述转换参数Kunv和Κ2，_ ； 根据目标质量浓度以及测量环境选取所述转换系数； 根据所述转换模型计算出目标质量浓度。
2.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，所述转换参数&_和Κ2，_以单参回归法确定，包括如下步骤: 使用散射型颗粒物测量仪和颗粒物质量浓度测量仪进行多次对照测量； U 利用所述对照测量结果，以及关系= log je2’mv&回归出参数Κ2，_，其中， ^ 1.env — B vR2,e.1v -C1；env> Rljenv和c2，_、R2；env为两次质量浓度、粒子数浓度的对比测量结果； 利用所述已经回归出的参数κ2，εην以及关系K =(R 'CxB产.■回归出参数κ—ν ； 在不同的测量环境下，分别执行所述步骤，以得到不同测量环境下的转换参数Kunv，K2, env。
3.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，所述转换参数&_和Κ2，_以如下双参回归法确定，包括如下步骤: 选定一种测量环境作为基准测量环境； 在所述基准测量环境下，使用散射型颗粒物测量仪和颗粒物质量浓度测量仪进行多次对照测量； 通过将对照测量结果中粒物粒子数浓度R和基准质量浓度Ctl(包括Cpmici或CPM2.5等)的结果，按所述非线性模型直接进行拟合回归，即可得基准测量环境下基准质量浓度Ctl的转换参数KpK2 ; 通过对比在不同的测量环境中的测量结果，将所述转换参数Kk K2,env表示为 Kl，env menv Κι， K2,env=nenv.K2，其中 menv是在以env标识的环境下，所述转换参数与所述基准测量环境下的转换参数K1的比例系数； nenv是在以env标识的环境下，所述转换参数Κ2，_与所述基准测量环境下的转换参数K2的比例系数。
4.一种使用权利要求1所述浓度转换方法的颗粒物检测仪，包括: 用户设定单元，用于用户设定测量环境，选择要测量的质量浓度类型； 传感器单元，用光散射式颗粒物传感器对所测量空气中的颗粒物产生感应信号； 采集单元，用于定时采集传感器产生的信号； 中央处理单元，将采集到的信号进行处理得到粒子数浓度； 浓度转换单元，按所述用户设定测量环境，将所述粒子数浓度转换为用户选择的质量浓度； 显示单元，显示 最终结果； 其特征在于，所述浓度转换单元使用如权利要求1所述的方法进行浓度转换。
5.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于，在所述浓度转换单元使用如权利要求1所述的方法进行浓度转换时，采用权利要求2所述方法标定的转换参数。
6.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于，在所述浓度转换单元使用如权利要求1所述的方法进行浓度转换时，采用权利要求3所述方法标定的转换参数。
全文摘要
本发明提供了一种将光散射法测得的粒子数浓度转换为质量浓度的方法以及检测仪。其中，所述转换方法采用了更准确的双参非线性转换模型，能随着粒子数浓度目的不同、测量环境的不同、输出质量浓度具体类型的不同而做相应的变化。同时，本发明提供一种使用上述转换方法的便携式颗粒物检测仪。使用本发明的方法及检测仪，可以准确地完成粒子数浓度与质量浓度的转换和测量。
文档编号G01N15/06GK103245637SQ201310131880
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月16日 优先权日2013年4月16日
发明者高鹏 申请人:北京清风康华科技有限公司