β射線揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種基于β射線吸收原理的高精度顆粒物濃度監(jiān)測設(shè)備,廣泛應(yīng)用于建筑工地、道路揚塵、工業(yè)排放等場景,可實時測量PM??、PM?.?等顆粒物質(zhì)量濃度。其核心優(yōu)勢在于不受顆粒物顏色、成分及濕度影響,數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
一、工作原理
1、β射線衰減法
基本原理:β射線(通常源自1?C或??Kr)穿透顆粒物樣品時,其強度因顆粒物質(zhì)量吸收而衰減,通過測量衰減量計算質(zhì)量濃度。
公式表達(dá):

C為濃度(μg/m3),I?/I為射線衰減比,k為質(zhì)量吸收系數(shù),A為濾膜面積。
2、動態(tài)補償機制
濕度校正:內(nèi)置溫濕度傳感器,實時修正濕度對濾膜吸附的影響。
零點校準(zhǔn):定期自動執(zhí)行“空白濾膜"測量,消除環(huán)境背景干擾。
二、系統(tǒng)組成
模塊 | 功能與設(shè)計 |
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采樣單元 | - 旋風(fēng)切割器(PM??/PM?.?分級) - 恒流采樣泵(流量16.67L/min,誤差±2%) |
濾膜帶 | 玻璃纖維濾膜(直徑47mm),自動進樣更換,壽命≥30天(按1h/次采樣計) |
β射線源與檢測器 | 低能??Kr源(活度≤100μCi),符合GB 18871輻射安全標(biāo)準(zhǔn);半導(dǎo)體探測器(分辨率0.1μg) |
數(shù)據(jù)處理器 | 嵌入式系統(tǒng),支持濃度計算、數(shù)據(jù)存儲(≥1年)及異常報警(堵塞、溫度超標(biāo)) |
通信模塊 | 4G/RS485/Ethernet,支持HJ 212協(xié)議接入環(huán)保監(jiān)管平臺 |
三、應(yīng)用場景
1、建筑工地?fù)P塵監(jiān)測
實時監(jiān)控施工區(qū)域PM濃度,聯(lián)動噴淋系統(tǒng)實現(xiàn)超標(biāo)自動降塵。
數(shù)據(jù)對接政府監(jiān)管平臺(如各地“智慧工地"系統(tǒng)),滿足環(huán)保合規(guī)要求。
2、道路揚塵管控
監(jiān)測交通干道揚塵擴散趨勢,評估清掃車與抑塵劑作業(yè)效果。
3、工業(yè)無組織排放
鋼鐵、水泥等企業(yè)廠界顆粒物監(jiān)測,定位無組織排放源。
4、特殊環(huán)境適配
高濕度:濾膜加熱至50℃,防止水汽凝結(jié)干擾。
高濃度:多級稀釋模塊(可選),擴展量程至50mg/m3。
四、對比其他監(jiān)測技術(shù)
技術(shù)類型 | β射線法 | 光散射法 | 微量振蕩天平法(TEOM) |
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原理 | 質(zhì)量吸收 | 光散射強度 | 頻率變化與質(zhì)量關(guān)系 |
優(yōu)勢 | 不受顆粒物顏色/成分影響,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確 | 實時性好,成本低 | 高靈敏度,適合低濃度環(huán)境 |
局限 | 需定期更換濾膜和β源 | 受濕度、粒徑分布影響較大 | 維護復(fù)雜,價格昂貴 |
適用場景 | 法規(guī)執(zhí)法、長期趨勢分析 | 快速預(yù)警、移動監(jiān)測 | 科研級高精度監(jiān)測 |
五、維護與安全
1、耗材更換
濾膜帶:30天/卷(標(biāo)準(zhǔn)模式),更換耗時<5分鐘。
β射線源:??Kr源半衰期10.7年,使用壽命≥8年。
2、輻射安全
符合《電離輻射防護與輻射源安全標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18871),周圍劑量當(dāng)量率<1μSv/h(距離10cm)。
3、校準(zhǔn)與質(zhì)控
現(xiàn)場校準(zhǔn):每月用標(biāo)準(zhǔn)膜(如NIST可溯源膜)進行跨度校驗。
交叉驗證:每季度與手工重量法(HJ 618-2011)比對,偏差≤±15%。