所屬欄目:工業(yè)設(shè)計(jì)論文 發(fā)布日期:2014-08-27 16:13 熱度:
隨著人類社會(huì)的發(fā)展及現(xiàn)代化工業(yè)的進(jìn)步,大氣中粉塵濃度的含量越來(lái)越高;特別是一些特殊行業(yè)的工作環(huán)境,有時(shí)甚至能達(dá)到危害工作人員身體健康的程度。因此,對(duì)大氣中粉塵濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)已成為迫在眉睫的之事。
摘 要 文章闡述了在粉塵濃度在線連續(xù)監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的空腔式β射線粉塵測(cè)量技術(shù)的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及理論模擬結(jié)果,研究了空腔式β射線粉塵測(cè)量?jī)x在粉塵監(jiān)測(cè)中可能的使用效果,提出了研制測(cè)量?jī)x的理論方案。
關(guān)鍵詞 職稱論文發(fā)表,空腔,β射線,粉塵測(cè)量?jī)x
Feasibility study on dust measuring cavity instrument
based on β-ray
Zonglun Li1,Lijing Peng2,Chuanqi Li3
(1.School of Nuclear Science and Technology,University of South China,hengy 421001,China;2.Hunan Institute of Technology,Institute of Safty and Enviromental Enginneering,hengy 421002,China;3.School of Computer,University of South China,hengy 421001,China)
Abstract: This paper states the working principle, system structure and the theory simulation results of the cavity type beta-ray dust measurement technology which has an advantage in on-line continuous monitoring the concentration of dust , studies its possible effects on dust monitoring and puts forward the theoretical scheme of developing the measuring instrument.
Key words: Cavity;Beta ray;Dust measuring instrument
然而,現(xiàn)階段大氣粉塵測(cè)量技術(shù)及儀器不能滿足自動(dòng),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)連續(xù)測(cè)量(現(xiàn)階段的粉塵測(cè)量?jī)x多為濾膜式測(cè)量?jī)x),無(wú)人操作及數(shù)據(jù)記錄和傳輸?shù)囊蟆榇耍瑢?duì)空腔式β射線粉塵測(cè)量?jī)x的技術(shù)開(kāi)發(fā)進(jìn)行了可行性研究。它可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)大氣中的粉塵濃度,并將數(shù)據(jù)記錄儲(chǔ)存。
1 儀器工作原理
強(qiáng)度恒定的β源發(fā)出的β射線通過(guò)介質(zhì)時(shí),β粒子與介質(zhì)中的電子相互碰撞損失能量而被吸收。在低能條件下,吸收程度取決于介質(zhì)的質(zhì)量,與粉塵粒子的粒度、成分、顏色及分散狀態(tài)等無(wú)關(guān)。吸收量與物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系為式(1):
(1)
式中:N為采樣后被介質(zhì)吸收后的β粒子計(jì)數(shù);N0為采樣前未經(jīng)介質(zhì)吸收的β粒子計(jì)數(shù);μm為β粒子對(duì)特定介質(zhì)的吸收系數(shù)(cm2/ mg);d為吸收介質(zhì)的厚度(cm);ρ為介質(zhì)的相對(duì)密度(mg/cm3)。
儀器的工作原理基于上式即應(yīng)用β射線吸收技術(shù)來(lái)測(cè)量大氣中粉塵的質(zhì)量濃度。
2 儀器結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
儀器采用單片機(jī)控制,由探測(cè)及控制兩部分組成。儀器結(jié)構(gòu)原理框圖如圖1所示。
圖1 儀器結(jié)構(gòu)原理框圖
2.1 探測(cè)部分設(shè)計(jì)
采用C14作為工作源,形狀是直徑為1 cm的圓形面源,活度定為0.2mCi,其活度大小低于五類源,屬豁免源,由于活度低,可有效降低使用人員所接受的劑量,提高安全性,但是如果長(zhǎng)時(shí)間直接接觸,仍然會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響,由于其放出的粒子能量為0.156MeV,在空氣中的最大射程約為0.26 m,因此,在使用時(shí)操作人員應(yīng)與儀器保持一定距離,該距離≥30 cm,為使探測(cè)器能達(dá)到最佳性能,探測(cè)器與放射源的距離應(yīng)保持在5 cm左右,探測(cè)器采用G-M計(jì)數(shù)管,如圖2所示。
圖2 探測(cè)部分示意框圖
由上述可知,源與探測(cè)器之間的有效測(cè)量體積為15.7 cm3,通過(guò)模擬;當(dāng)源與探測(cè)器之間的空間為空氣時(shí),探測(cè)器的測(cè)量數(shù)據(jù)為1.96mCi,探測(cè)效率為98%;因此,在理論上,空腔式β射線粉塵測(cè)量?jī)x是可以實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)粉塵處于源于探測(cè)器之間時(shí),阻隔了部分β射線穿過(guò),使探測(cè)器所形成的脈沖信號(hào)減少,通過(guò)其減少幅度,可得粉塵的絕對(duì)質(zhì)量,如式(2)所示:
(2)
式中:m是粉塵的絕對(duì)質(zhì)量,單位mg;A是粉塵分布的表面積,單位cm2;(ρ/μ)是質(zhì)量衰減系數(shù);n0、n分別代表源于探測(cè)器之間在沒(méi)有粉塵和有粉塵時(shí)以電流脈沖記錄下來(lái)的β粒子數(shù)。其中衰減系數(shù)受粉塵粒子化學(xué)成分影響,對(duì)于β射線粉塵測(cè)量?jī)x來(lái)說(shuō),當(dāng)場(chǎng)所類型一致時(shí),該系數(shù)是個(gè)常值。
粉塵絕對(duì)質(zhì)量m與有效測(cè)量體積d的比值,就是粉塵濃度,如式(3)所示:
c=m/d(15.7 cm3) (3)
2.2 控制部分設(shè)計(jì)
由G-M探測(cè)器得到的脈沖信號(hào),經(jīng)放大器放大后通過(guò)微處理器進(jìn)行計(jì)算處理,數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器中,并在顯示屏中顯示出來(lái);同時(shí),通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳送至總監(jiān)控平臺(tái)和操作器上。當(dāng)數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)儀器報(bào)警,報(bào)警可分兩個(gè)級(jí)別,既吸入粉塵濃度超標(biāo)報(bào)警及粉塵濃度達(dá)到爆炸臨界值報(bào)警。儀器內(nèi)部示意圖如圖3所示。
圖3 儀器內(nèi)部示意圖
為保證操作人員安全,儀器設(shè)置為外部遙控操作,儀器外部示意圖如圖2所示,操作器為帶有藍(lán)牙功能及操作測(cè)量軟件的手機(jī),通過(guò)手機(jī)開(kāi)通儀器電源開(kāi)關(guān);并通過(guò)測(cè)量軟件選擇測(cè)量場(chǎng)所,因在不同場(chǎng)所中,空氣中粉塵化學(xué)成分不同,粉塵的衰減系數(shù)有較大區(qū)別,因此,儀器在使用過(guò)程中需要選擇所使用的場(chǎng)所,以確定衰減系數(shù),從而降低測(cè)量誤差。
3 結(jié)束語(yǔ)
β射線粉塵測(cè)量?jī)x具有其他測(cè)塵方式無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),到目前為止,已經(jīng)取得迅速發(fā)展,在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。而空腔式β射線粉塵測(cè)量?jī)x更是擁有可針對(duì)不同場(chǎng)所的粉塵濃度進(jìn)行測(cè)量,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,自動(dòng)化,智能化,簡(jiǎn)便易操作,安全性高等優(yōu)點(diǎn)。我相信,該技術(shù)將會(huì)成為測(cè)塵技術(shù)中新的主力軍,為環(huán)境保護(hù)事業(yè)作出更大貢獻(xiàn)。
基金項(xiàng)目
湖南省科技廳(工業(yè)支撐項(xiàng)目)(編號(hào):2012GK3133)
資助。
參考文獻(xiàn)
[1]曹光輝.β射線粉塵濃度測(cè)量?jī)x采樣器及機(jī)械裝置[D].南華大學(xué),2012.
[2]練德幸.基于PLC的β射線吸收法粉塵濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D].南華大學(xué),2012.
[3]李宗倫,趙修良,彭麗婧,等.β射線粉塵測(cè)量?jī)x在煤礦粉塵濃度監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè),2010(03):107-109.
[4]李宗倫.β射線式粉塵測(cè)量?jī)x源―探測(cè)器優(yōu)化與采樣裝置概念設(shè)計(jì)[D].南華大學(xué),2010.
[5]練德幸,趙修良,劉麗艷,等.基于PLC的β射線吸收法粉塵濃度測(cè)量系統(tǒng)[J].南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011(04):35-40.
文章標(biāo)題:職稱論文發(fā)表空腔式β射線粉塵測(cè)量?jī)x的可行性研究
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自:http://m.56st48f.cn/fblw/ligong/gongyesheji/22518.html
攝影藝術(shù)領(lǐng)域AHCI期刊推薦《Phot...關(guān)注:107
Nature旗下多學(xué)科子刊Nature Com...關(guān)注:152
中小學(xué)教師值得了解,這些教育學(xué)...關(guān)注:47
2025年寫管理學(xué)論文可以用的19個(gè)...關(guān)注:192
測(cè)繪領(lǐng)域科技核心期刊選擇 輕松拿...關(guān)注:64
及時(shí)開(kāi)論文檢索證明很重要關(guān)注:52
中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)期刊是核心期刊嗎關(guān)注:54
國(guó)際出書需要了解的問(wèn)題解答關(guān)注:58
合著出書能否評(píng)職稱?關(guān)注:48
電信學(xué)有哪些可投稿的SCI期刊,值...關(guān)注:66
通信工程行業(yè)論文選題關(guān)注:73
SCIE、ESCI、SSCI和AHCI期刊目錄...關(guān)注:121
評(píng)職稱發(fā)論文好還是出書好關(guān)注:68
復(fù)印報(bào)刊資料重要轉(zhuǎn)載來(lái)源期刊(...關(guān)注:51
英文期刊審稿常見(jiàn)的論文狀態(tài)及其...關(guān)注:69
Web of Science 核心合集期刊評(píng)估...關(guān)注:59
理工論文范文
建筑設(shè)計(jì)論文 城市規(guī)劃論文 礦業(yè)論文 機(jī)電一體化論文 包裝論文 交通運(yùn)輸論文 化工論文 電力論文 水力論文 自動(dòng)化論文 車輛論文 冶金論文 工業(yè)設(shè)計(jì)論文 機(jī)械論文
SCI期刊分析
copyright © m.56st48f.cn, All Rights Reserved
搜論文知識(shí)網(wǎng) 冀ICP備15021333號(hào)-3