粉塵濃度與分散度檢測(cè)技術(shù)分析

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在當(dāng)前，我國(guó)的粉塵污染日趨嚴(yán)重，并且成為人們重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。粉塵作為煤礦的五大災(zāi)害之一，對(duì)接觸者的身體產(chǎn)生直接的威脅。在粉塵污染過(guò)程中，主要是進(jìn)行慢慢沉積，在空氣中長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行懸浮，十分容易被人體吸收，給人們身體造成嚴(yán)重危害。在有充分的氧氣時(shí)，粉塵不斷積攢，遇到明火就能夠爆炸或者燃燒。因此，在追求經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也需要加工生產(chǎn)企業(yè)做好生產(chǎn)線的控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的粉塵濃度監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握粉塵濃度，做好除塵降塵問(wèn)題，從而為人們的工作創(chuàng)造良好的環(huán)境，不斷提高環(huán)境質(zhì)量。工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，一些生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行固體物料的運(yùn)輸和包裝等等工作，都能夠產(chǎn)生粉塵顆粒，并且這些粉塵顆粒極容易擴(kuò)散。參考當(dāng)前的文獻(xiàn)資料可知，在傳統(tǒng)的粉塵分散度測(cè)定中，經(jīng)常使用的方式主要是有四種，分別是顯微鏡法、篩分法和細(xì)孔通過(guò)法以及沉降法。在最近幾年中，隨著科學(xué)研究的不斷深入發(fā)展，產(chǎn)生了數(shù)字圖像處理測(cè)量法以及色譜法和質(zhì)譜法等等，各種不同的測(cè)量方法也分別被用在不同的測(cè)量領(lǐng)域中。其中，顯微圖像分析法的應(yīng)用可以在測(cè)試粒度過(guò)程中，將顆粒之間的因表面活性降低，消除磁性導(dǎo)致的團(tuán)聚，從而防止顆粒團(tuán)聚影響到測(cè)定顆粒粒徑的結(jié)果，該方式具有很高的準(zhǔn)確度。在當(dāng)前的工作場(chǎng)所中，開(kāi)展粉塵分散度測(cè)量工作主要參考的是2007年由衛(wèi)生部的《工作場(chǎng)所空氣中粉塵測(cè)定第3部分：粉塵分散度》（gbz/t192.3－2007）中的相關(guān)的測(cè)定方法和標(biāo)準(zhǔn)，又可以劃分成為濾膜溶解涂片鏡檢法，以及自然沉降鏡檢法。在本研究中，很多因素能夠影響到研究的方法，例如分散劑和顆粒超細(xì)等問(wèn)題，都會(huì)在測(cè)試分散度時(shí)，讓結(jié)果變得十分客觀，在本次粉塵分散度檢測(cè)中，主要選擇的測(cè)定儀器是ms－02，是專業(yè)的顯微測(cè)量顆粒圖像分析設(shè)備。

粉塵的理化性質(zhì)

粉塵理化性質(zhì)就是在初始狀態(tài)下的粉塵化學(xué)性質(zhì)以及物理性質(zhì)。其中，其物理性能包含了：濕潤(rùn)性、密度性、安息角性、分散度、粒徑等。其中棄概念分別是：密度就是在既定的單位體積中粉塵的質(zhì)量，具體包含表觀密度和真密度這兩類。其中，真密度是在理想的狀態(tài)下的表現(xiàn)形式，表觀密度則是在密實(shí)的狀態(tài)下，剝離顆粒之間的空隙。粒徑：動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑是空氣動(dòng)力學(xué)直徑，需要把全部的需要研究的顆粒類徑轉(zhuǎn)換成為同等重量和狀態(tài)下的空氣動(dòng)力學(xué)相等特效的等效直徑。分散度：在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，粉塵群的粒徑不是一成不變的，是處于移動(dòng)的狀態(tài)的，在分散度的定義中，可以認(rèn)為是粒徑的分布狀態(tài)。安息角：安息角需要使用粉塵靜止角，也可以選擇堆積角對(duì)其進(jìn)行定義。小孔在水平線上進(jìn)行飄落時(shí)，粉塵粒子就會(huì)利用其產(chǎn)生的錐體母線以及水平面之間的夾角。濕潤(rùn)性：粉塵濕潤(rùn)性主要是在空氣中的粉塵具有的吸收水分的性質(zhì)。如果吸濕性比較高，那么它的粘附性也會(huì)提高。粘附性：主要是粉塵顆粒之間的凝聚力，以及粉塵顆粒和其他物質(zhì)存在的黏著作用，這就是粘附性。在粘附性小時(shí)，能夠使用袋式除塵器來(lái)清理粉塵，但是粘附值比較高時(shí)，就必須要采用電除塵器，選擇功能強(qiáng)度大的來(lái)進(jìn)行。荷（帶）電性：粉塵對(duì)空氣內(nèi)的正負(fù)離子的吸收、以及外加電場(chǎng)和粉塵產(chǎn)生的相互的摩擦作用，導(dǎo)致在粉塵顆粒之間產(chǎn)生的電荷。比電阻：能夠?qū)Τ龎m裝置性能產(chǎn)生重要的影響，粉末層長(zhǎng)度范圍以及截面積在1cm，利用約束實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛏呻娮?，將其定義成比電阻。

粉塵濃度與分散度檢測(cè)技術(shù)

（一）粉塵濃度檢測(cè)技術(shù)在進(jìn)行粉塵濃度測(cè)量中，使用的測(cè)塵儀器從檢測(cè)原理上來(lái)看基本包含兩種：采樣測(cè)量以及非采樣測(cè)量法。前者檢測(cè)技術(shù)包含了β射線吸收法（放射性同位素法）、濾膜稱重法和壓電法以及機(jī)械振動(dòng)法。后者主要有聲學(xué)法、電氣測(cè)量法即電氣接觸法和電容法以及光學(xué)法。

（二）粉塵分散度檢測(cè)技術(shù)粉塵分散度檢測(cè)方式有很多中，其中可以劃分成四大類，分別是細(xì)孔通過(guò)法即庫(kù)爾特法及光散射法、顯微鏡法即光學(xué)顯微鏡與電子顯微鏡、篩分法即濕式篩分及反吹風(fēng)篩分法以及沉降法，即重力沉降法、離心力沉降法、移液管法、慣性力沉降法、天平法和光透過(guò)法。

（三）粉塵濃度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在線監(jiān)測(cè)粉塵濃度的技術(shù)有很多，其中最為常用的就是摩擦電法、電容法、光散射法、β射線法、超聲波法、光吸收法等等，能夠進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。下邊以光散射法作為例子，分析其粉塵濃度在線監(jiān)測(cè)的具體原理。首先，利用激光光束，粉塵粒子流能夠在其粒子中生成散射光，通過(guò)大立體角的使用，能夠?qū)⒓夥瓷溏R產(chǎn)生的粒子的散射光聚集起來(lái)，從而找到出共軛象點(diǎn)，作為成像點(diǎn)，使用消雜光光欄濾光以后，在光敏元件上，將其映射到光敏面上，在前置放大電路中，將輸出電信號(hào)不斷進(jìn)行放大，在無(wú)粉塵散射的條件下，將本地基準(zhǔn)和粉塵散射光強(qiáng)成為的電脈沖幅值開(kāi)展對(duì)比分析，進(jìn)行粉塵粒子計(jì)數(shù)，并且計(jì)算重量濃度值，從而最終得到粉塵的重量濃度以及粉塵的分布值。把散射光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并且在這個(gè)過(guò)程中，將粉塵相對(duì)質(zhì)量濃度計(jì)算出來(lái)，按照預(yù)置的參數(shù)值，將粉塵的質(zhì)量濃度進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，并且使用數(shù)碼管可以將其質(zhì)量濃度進(jìn)行直接顯示，將數(shù)值作為參考的依據(jù)，然后轉(zhuǎn)變成頻率信號(hào)輸出，當(dāng)粉塵的濃度大于既定的閾值時(shí)，就要進(jìn)行聲光報(bào)警。

結(jié)語(yǔ)

工業(yè)場(chǎng)所中的粉塵是對(duì)作業(yè)人員身體產(chǎn)生影響的重要的因素。在以上的分析和研究設(shè)計(jì)中，我們可以得出以下結(jié)論。1.粉塵造成的人體健康的傷害和粉塵的濃度以及工作人員的接觸時(shí)間有關(guān)，同時(shí)和化學(xué)成分和粉塵的分散度以及其溶解度和其他物理特性有著很大的關(guān)系。2.使用的方式有采樣法和非采樣法兩種。其中，采樣法有β射線吸收法、濾膜稱重法、機(jī)械振動(dòng)法和壓電法等等。非采樣法主要有聲學(xué)法、電氣測(cè)量法和光學(xué)法。3.粉塵分散度檢測(cè)最常見(jiàn)的方式包含細(xì)孔通過(guò)法和顯微鏡法，以及篩分法、沉降法。4.在線監(jiān)測(cè)粉塵濃度的方式有光散射法、光吸收法、電容法以及β射線法和摩擦電法、超聲波法等等，這些也都是常用的在線測(cè)量方法。5.對(duì)于一些存在嚴(yán)重粉塵污染的地區(qū)，在生產(chǎn)作業(yè)范圍中，能夠使用光散射原理，對(duì)于十分嚴(yán)重的地區(qū)，可以進(jìn)行粉塵濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置，確保工人的身體健康，同時(shí)能夠保障減少安全隱患，確保安全生產(chǎn)。

作者：寇曉波 梁馨月 張博超 孫濤 司建廷 唐虹 單位：兵器工業(yè)衛(wèi)生研究所