3.3、壓電晶體法

       壓電晶體法(又稱壓電晶體頻差法)，采用石英諧振器為測(cè)量敏感元件，其工作原理是使空氣以恒定流量通過(guò)切割器，進(jìn)入由高壓放電針和微量石英諧振器組成的靜電采樣器，在高壓電暈放電的作用下，氣流中的顆粒物全部沉降于測(cè)量諧振器的電極表面上，因電極上增加了顆粒物的質(zhì)量，其振蕩頻率發(fā)生變化，根據(jù)頻率變化可測(cè)定可吸人顆粒物的質(zhì)量濃度，石英諧振器相當(dāng)于一個(gè)超微量天平。

       壓電晶體法儀器可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。石英諧振器對(duì)其表面質(zhì)量的變化十分敏感，使用一段時(shí)間后需要清潔。利用此原理的大氣監(jiān)測(cè)儀一般裝備于環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)站。

3.4、 β射線吸收法

       β射線吸收式測(cè)量?jī)x的工作原理是： 射線在通過(guò)顆粒物時(shí)會(huì)被吸收，當(dāng)能量恒定時(shí)，β射線的吸收量與顆粒物的質(zhì)量成正比。測(cè)量時(shí)，經(jīng)過(guò)切割器，將顆粒物捕集在濾膜上，通過(guò)測(cè)量β射線的透過(guò)強(qiáng)度，即可計(jì)算出空氣中顆粒物濃度。儀器可以間斷測(cè)量，也可以進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)測(cè)量，粉塵對(duì)β線的吸收與氣溶膠的種類(lèi)、粒徑、形狀、顏色和化學(xué)組成等無(wú)關(guān)，只與粒子的質(zhì)量有關(guān)。β射線是由14C射線源產(chǎn)生的低能射線，安全耐用，其半衰期可達(dá)數(shù)千年，十分穩(wěn)定。

3.5、微量振蕩天平法

       微量振蕩天平法(TEOM法，英文名稱Tapere Element Oscillating Microbalance)，是近年發(fā)展起來(lái)的顆粒物濃度測(cè)量方法，測(cè)量原理是基于專利技術(shù)的錐形元件振蕩微量天平原理，由美國(guó)R&P公司研制，符合美國(guó)EPA標(biāo)準(zhǔn)。此錐形元件于其自然頻率下振蕩，振蕩頻率由振蕩器件的物理特性、參加振蕩的濾膜質(zhì)量和沉積在濾膜上的顆粒物質(zhì)量決定。儀器通過(guò)采樣泵和質(zhì)量流量計(jì)，使環(huán)境空氣以一恒定的流量通過(guò)采樣濾膜，顆粒物則沉積在濾膜上。測(cè)量出一定間隔時(shí)間前后的兩個(gè)振蕩頻率，*能計(jì)算出在這一段時(shí)間里收集在濾膜上顆粒物的質(zhì)量，再除以流過(guò)濾膜的空氣的總體積，得到這段時(shí)間內(nèi)空氣中顆粒物的平均濃度。

       在大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，美國(guó)R&P公司的RP1400a測(cè)塵儀用于實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)空氣中顆粒物的濃度，其測(cè)量精度和實(shí)時(shí)性是傳統(tǒng)方法所無(wú)法比擬的。配以不同的切割器，RP1400a可用于測(cè)量PM2.5、PM10和TSP。儀器每2秒測(cè)量一次濾膜的振蕩頻率，同時(shí)儀器也可輸出0．5、1、8、24h的平均濃度。但該儀器在測(cè)量時(shí)受溫度、濕度影響較大，應(yīng)特別注意。

3.6、電荷法

       電荷法主要用在煙氣中顆粒物(粉塵)的監(jiān)測(cè)當(dāng)煙道或煙囪內(nèi)粉塵經(jīng)過(guò)應(yīng)用耦合技術(shù)的探頭時(shí)，探頭所接收到的電荷來(lái)自粉塵顆粒對(duì)探頭的撞擊、摩擦和靜電感應(yīng)。由于安裝在煙道上探頭的表面積與煙道的截面積相比非常小，大部分接收到的電荷是由于粒子流經(jīng)過(guò)探頭附近所引起的靜電感應(yīng)而形成。排放濃度越高，感應(yīng)、摩擦和撞擊所產(chǎn)生的靜電荷*越強(qiáng)。即O／tocM／t(這里，Q代表電荷，M代表顆粒物量，t代表時(shí)間)。

       電荷法技術(shù)包括直流耦合與交流耦合技術(shù)兩種。

       電荷法屬于浮游測(cè)定法，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較普遍的煙塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有：采用交流耦合技術(shù)的澳大利亞GOYEN(高原)公司的EMS6型，采用直流耦合技術(shù)的英國(guó)CODEL公司的MonoGard型。由于不同的顆粒材料會(huì)產(chǎn)生不同的感應(yīng)、摩擦電流，此類(lèi)設(shè)備必需在安裝后進(jìn)行須標(biāo)定。

3.7、常用顆粒物檢測(cè)方法比較

       上述顆粒物質(zhì)量或相對(duì)質(zhì)量濃度的各種測(cè)量方法，根據(jù)的是顆粒物的不同性質(zhì)與質(zhì)量的直接或間接的關(guān)系，在某一方面有一定的長(zhǎng)處，同時(shí)會(huì)帶來(lái)某方面的缺點(diǎn)(見(jiàn)表1)，在選擇測(cè)定方法時(shí)一定要注意揚(yáng)長(zhǎng)避短。顆粒物濾膜稱重法一般需要較長(zhǎng)的采樣時(shí)間，很難適用于要求快速得到測(cè)量結(jié)果的場(chǎng)合，不能測(cè)定粒子的時(shí)空分布，測(cè)量結(jié)果是一段時(shí)間內(nèi)的平均值，操作也較復(fù)雜。相比較而言，其他濃度測(cè)量方法雖然存在一定誤差，但在顆粒物自動(dòng)在線連續(xù)檢測(cè)方面是濾膜稱重法所無(wú)可比擬的，應(yīng)根據(jù)不同的測(cè)定目的來(lái)選擇。在需要實(shí)時(shí)在線測(cè)定的場(chǎng)合要用到相對(duì)質(zhì)量濃度測(cè)量方法，而在不需要在線連續(xù)測(cè)量或需要考慮可比性的情況下，要用濾膜稱重法直接測(cè)量顆粒物的質(zhì)量濃度，同時(shí)，濾膜稱重法采集的顆粒物樣品可以用來(lái)進(jìn)行其它分析。

4、大氣顆粒物濃度測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

       隨著自動(dòng)化及信息技術(shù)的迅速發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測(cè)也由以人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析為主，向自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為主的監(jiān)測(cè)方向發(fā)展；由較窄領(lǐng)域監(jiān)測(cè)向全方位領(lǐng)域監(jiān)測(cè)的方向發(fā)展。監(jiān)測(cè)儀器逐步向高質(zhì)量、多功能、集成化、自動(dòng)化、系統(tǒng)化和智能化的方面發(fā)展。社會(huì)需要大量的*、使用方便、操作簡(jiǎn)單的大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)控設(shè)備，應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展用于在線監(jiān)測(cè)污染源煙塵、工業(yè)粉塵排放量(濃度或總量)，包括測(cè)量相關(guān)參數(shù)：流量、含濕量、溫度等，實(shí)現(xiàn)污染源排放濃度或總量監(jiān)測(cè)以及監(jiān)測(cè)和監(jiān)控一體化的監(jiān)測(cè)儀器，特別是適用于細(xì)微顆粒物(PM10、PM2.5)的采樣和監(jiān)測(cè)儀器。

       要適應(yīng)這個(gè)發(fā)展，必須加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器和監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)研究，研究顆粒物濃度對(duì)大氣各種性質(zhì)的影響，反過(guò)來(lái)根據(jù)這些影響探索物理、化學(xué)、生物、電子、光學(xué)等新技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器和監(jiān)測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用，研究新的顆粒物濃度檢測(cè)方法。同時(shí)，促進(jìn)監(jiān)測(cè)儀器科研與生產(chǎn)結(jié)合，加快環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，逐步提高國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)儀器的研發(fā)水平。