粉塵濃度與分散度檢測技術(shù)分析

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在當(dāng)前，我國的粉塵污染日趨嚴(yán)重，并且成為人們重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。粉塵作為煤礦的五大災(zāi)害之一，對接觸者的身體產(chǎn)生直接的威脅。在粉塵污染過程中，主要是進(jìn)行慢慢沉積，在空氣中長時間地進(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，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，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)時的粉塵濃度監(jiān)測，及時掌握粉塵濃度，做好除塵降塵問題，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)字圖像處理測量法以及色譜法和質(zhì)譜法等等，各種不同的測量方法也分別被用在不同的測量領(lǐng)域中。其中，顯微圖像分析法的應(yīng)用可以在測試粒度過程中，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)前的工作場所中，開展粉塵分散度測量工作主要參考的是2007年由衛(wèi)生部的《工作場所空氣中粉塵測定第3部分：粉塵分散度》（gbz/t192.3－2007）中的相關(guān)的測定方法和標(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)等問題，都會在測試分散度時，讓結(jié)果變得十分客觀，在本次粉塵分散度檢測中，主要選擇的測定儀器是ms－02，是專業(yè)的顯微測量顆粒圖像分析設(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：動力學(xué)當(dāng)量直徑是空氣動力學(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)下的空氣動力學(xué)相等特效的等效直徑。分散度：在進(jìn)行檢測的過程中，粉塵群的粒徑不是一成不變的，是處于移動的狀態(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其進(jìn)行定義。小孔在水平線上進(jìn)行飄落時，粉塵粒子就會利用其產(chǎn)生的錐體母線以及水平面之間的夾角。濕潤性：粉塵濕潤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，能夠使用袋式除塵器來清理粉塵，但是粘附值比較高時，就必須要采用電除塵器，選擇功能強(qiáng)度大的來進(jìn)行。荷（帶）電性：粉塵對空氣內(nèi)的正負(fù)離子的吸收、以及外加電場和粉塵產(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技術(shù)

（一）粉塵濃度檢測技術(shù)在進(jìn)行粉塵濃度測量中，使用的測塵儀器從檢測原理上來看基本包含兩種：采樣測量以及非采樣測量法。前者檢測技術(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)械振動法。后者主要有聲學(xué)法、電氣測量法即電氣接觸法和電容法以及光學(xué)法。

（二）粉塵分散度檢測技術(shù)粉塵分散度檢測方式有很多中，其中可以劃分成四大類，分別是細(xì)孔通過法即庫爾特法及光散射法、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、天平法和光透過法。

（三）粉塵濃度在線監(jiān)測技術(shù)在線監(jiān)測粉塵濃度的技術(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。下邊以光散射法作為例子，分析其粉塵濃度在線監(jiān)測的具體原理。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，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，將輸出電信號不斷進(jìn)行放大，在無粉塵散射的條件下，將本地基準(zhǔn)和粉塵散射光強(qiáng)成為的電脈沖幅值開展對比分析，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，并且在這個過程中，將粉塵相對質(zhì)量濃度計(jì)算出來，按照預(yù)置的參數(shù)值，將粉塵的質(zhì)量濃度進(jìn)行測量和計(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)變成頻率信號輸出，當(dāng)粉塵的濃度大于既定的閾值時，就要進(jìn)行聲光報(bào)警。

結(jié)語

工業(yè)場所中的粉塵是對作業(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間有關(guān)，同時和化學(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)械振動法和壓電法等等。非采樣法主要有聲學(xué)法、電氣測量法和光學(xué)法。3.粉塵分散度檢測最常見的方式包含細(xì)孔通過法和顯微鏡法，以及篩分法、沉降法。4.在線監(jiān)測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量方法。5.對于一些存在嚴(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，對于十分嚴(yán)重的地區(qū)，可以進(jìn)行粉塵濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)置，確保工人的身體健康，同時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