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仪器设备equipment

PlM2.5等可吸入粒子监测系统
Palas® Fidas® 200 E

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应用

测量网络中的环境管制监测

环境空气测量活动

长期研究

排放源分类

分布研究(即火灾、火山等),室内空气质量研究


特性

传感器单元与控制单元分离,安装高度灵活

连续同时对多个PM值进行实时测量

粒子计数浓度和粒度分布的附加信息

时间分辨率可调,从1分钟开始

光源:稳定度高、长寿命的LED灯

使用寿命长

维护费用低

可用于现场校正的外部检查

简单直观的操作

功能可靠、高数据可用性(大于99%)

有两个可并行操作的泵,提高了使用可靠性

除在生产中进行校正监测外,还可进行长期的状态监测

可方便地进行远程监测、维护和控制

通过Palas服务器云区进行全球数据检索

无放射性材料

无消耗品


说明

Fidas® 200 E是一种微细粉尘监测和环境空气测量系统,用于对微细粉尘进行管理和环境空气监测。本版本和Fidas® 200类似,为温度控制站点的室内安装而设计,通常安装在测量柜或测量站内。

Fidas® 200 E可连续、同步地测量PM1、PM2.5、PM4、PM10、TSP(总PM),以及粒度范围为180mn到18µm的粒子计数浓度和粒子粒度分布(也可根据要求进行非认证粒度范围的粒子测量)。

Fidas® 200 E基于Fidas® 200而设计,后者包括的同类型号Fidas® 200 S,是目前唯一一种用于联网、同步PM2.5、PM10单粒子测量(计数测量法)的光学环境空气测量系统,该型号已达到了VDI(德国工程师协会)4202-1、VDI 4203-3、EN(欧洲标准)12341(PM10)、EN 14907 (PM2,5)和EN等效指南GDE的标准,并按照EN 15267-1和-2的标准通过了认证。

Fidas® 200 E与Fidas® 200的不同之处在于它的传感器单元与控制单元分离,外面带有外壳。传感器单元与控制单元通过各自的连接线/管(标准长度为3米,可根据需要订制)进行连接。外部传感器单元仍连接在采样系统(智能气溶胶干燥系统出口)的下游。考虑到控制单元的安装位置与采样系统的安装位置经常会有所不同,传感器单元和控制单元的分离设计,显著提高了测量系统的安装自由度,尤其是在一些指定的基础设施中(如从原来的安装位置穿过屋顶安装)。传感器单元也可简单方便地安装在控制单元上,如此一来,Fidas® 200 E测量系统就又变回了Fidas® 200测量系统。

将Fidas® 200 E分别并入现有Fidas® 200和Fidas® 200 S认证的正式适用性公告,已由负责的工作组FG“报告”推荐给了认证机构,有望在2016年春季通过(状态:2015年12月中旬)。

Fidas® 200使用公认的光学散射测量技术监测单粒子,光源为LED,具有高强度(dpmin = 180 nm)、输出稳定和寿命长的特点。如有需要,可对系统的校正进行检查和调整。无论何时,即使在野外,也可简单快捷的利用单分散测试粉分进行校正。

Fidas® 200 E采用的容积流量约为0.3 m3/h,并装备有一个符合VDI 2119-4标准的Sigma-2采样头,可在风力较大的情况下正常进行测量。采样系统包括有一个干燥系统(智能气溶胶干燥系统),该系统能防止因湿度过高导致水凝结而造成测量不准确。此外,气象站可提供环境空气温度、气压、相对湿度等方面的可靠结果,还可根据要求获得风速、风向和降雨方面的资料。本系统还装备有一个滤光片夹,可插入平面过滤器(直径47或50mm)。这些资料很有用处,例如,可随后对气溶胶的成分进行化学分析。

Fidas® 200 E可使用多种方式进行信息传递,系统还可进行远程控制和远程维护,具体请访问www.palas.de/user。评估软件PDAnalyze Fidas®可进行各种各样的数据评估(如大范围统计和平均值计算等),并可将数据输出。

设计和功能

本仪器使用的气溶胶传感器为光学气溶胶谱仪,通过单粒子的米氏散射光分析确定粒度。单粒子穿过光学区别的测量体积单独运动,同时单粒子通过白光获得均匀的光亮。每个粒子产生散射光脉冲,能够在85°到95°的范围内进行检测。

根据散射光脉冲的数量对粒子数量进行测量。测量的散射光脉冲水平即为粒度直径

通过提高光学、使用新的白色LED作为光源,以提高光的密度及改进信号分析(对数模拟信号转换器),侵入测量的检测下限可降低到180nm。这就使检测的性能大大提高,尤其是道路两边高浓度的小粒子(见图1)。


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图 1:0.18~18 μm粒度范围内Fidas®粉尘测量系统的高灵敏度

仪器分类精度越好,分辨率越强,粒度分布的测量就越准确。

由于使用白光光源可以得到一条清晰明确的校正曲线,因此可以得到极高的粒子粒度分辨率。采用已获专利的T型光圈,不仅能获得精确的光学测量体积,且可以避免粒子测量边界错误,使得粒子大小测量更加精确。得益于新型数字化电子信号分析系统,快速识别和校正能够同时进行(如有需要)。

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图 2:通过PM值粒度分布进行的算法转换比较


为将测试值转换为质量或质量分数,分别将每个数值的高分辨率粒度分布与反映环境气溶胶不同来源(如燃烧气溶胶、轮胎磨损、花粉)的相关系数相乘(见图2)。另外,通过分离曲线(见DIN EN 481)确定粒度分布,可以得到一个质量分数。因测量(等值法)的原则不同,不是每种情况都保证能得到精确的重量结果匹配,关于原则问题,它与标准参照方法(见图3)有很好的相关性,在型号认证测试中有例证,可在以下网站查看Fidas® 200 S和Fidas® 200的型号认证测试报告:www.qal1.de。

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图 3:PM10合适性测试中,Fidas® 200 S的参考等值函数与一个小过滤网参照设备的对比,来自“PALAS公司产Fidas® 200 S和Fidas® 200空气悬浮颗粒物质PM10和PM2.5测量设备的补充测试报告”,德国技术监督协会报告号:936/21227195/A”。


相同的粒度分布可同时利用多个分离曲线,以便同时输出PM10、PM2.5、PM1及其他值。


数据表

界面        USB、以太网、RS232/485、Wi-Fi

测量范围(粒度)  0.18~100µm(2测量范围)

粒度通道      64(32/十进位)

测量原理      可见光——光散射

测量范围(数量CN) 0~20000粒子/cm3

时间分辨率     1 s~24 h, 15分钟型号认证操作

容积流量      4.8 升/分 ≙ 0.3 m3 /h

数据采集      数字采集、20 MHz处理器、256原始数据通道

耗电量       约为200W

用户界面      7触摸屏,800•480像素

电源        115~230V,50~60Hz

外壳        空滤器外壳可选择用于机架安装的固定架(控制单元)

尺寸大小      450 • 320 • 180,5 mm (H • B • T), 19

重量        9.3 kg (仅控制单元)

操作系统      嵌入式Windows

数据记录器存储   4 GB

软件        PDAnalyze Fidas®

气溶胶调节     使用智能气溶胶干燥系统进行加热处理

测量范围(质量)  0~10000μg/m3

采样头       Sigma-2

环境条件      -10~+50℃


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