顆粒物的檢測原理是β射線吸收法,儀器是根據β射線吸收原理設計的,β射線是一種高速電子流,當高能量的粒子由14C發(fā)射出來,在碰到塵粒子時,能量減退或被粒子吸收。β射線強度一定時,被吸收量大小只與吸收物質的質量有關,與吸收物質的物化特性無關。物質放置在發(fā)射源14C和監(jiān)測β射線的裝置中間,β射線被吸收,能量衰減。這樣導致監(jiān)測到的β粒子的數量減少。
通過吸收物質(如紙帶上的塵),β射線粒子的衰減量接近指數。公式1基本恰當地表現了兩者之間的聯(lián)系。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 公式(1)
公式(1)中,I是測定(每一單位時間的計數)β射線的衰減強度(帶塵樣的紙帶),I0測定未經衰減的β射線的強度(清潔紙帶),μm稱為質量吸收系數或質量衰減系數(cm2/g),x是吸收物質的質量密度(g/cm2)。
公式(1)可轉變成計算x--吸收物質質量密度的公式,見公式2:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ???? 公式(2)
在實際操作中,吸收截面是在校準過程中的實驗測定。一旦I和I0被測定,計算物質密度x就很簡單。
在實際操作中,在特定時間(△t)內,環(huán)境空氣以恒定流率采入。這些采入的空氣通過紙帶的表面區(qū)域A。一旦算出吸收物質密度x,即可通過公式(3)算出環(huán)境中粒子物質的濃度值。
??? ? ?? ? 公式(3)
在公式(3)中,Mc是環(huán)境粒子濃度,A是通過紙帶的塵樣的截面積。Q是收集在紙帶上粒子物質的流量,△t是采樣時間。將這些等式換算成最后的公式,表明大氣粒子濃度和測定的數量之間的關系見公式(4):
???????公式(4)
檢測原理動圖
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