粉塵濃度檢測技術現狀

新疆維吾爾自治區煤礦礦用安全產品檢驗中心 趙銀翔

粉塵濃度檢測技術現狀

新疆維吾爾自治區煤礦礦用安全產品檢驗中心 趙銀翔

粉塵濃度檢測儀器是礦井作業的重要安全儀器設備，直讀式粉塵濃度測量儀具有攜帶方便、使用廣泛的特點，屬于國家強制檢定的計量器具，因此直讀式粉塵濃度檢測儀器的量值結果關系到粉塵濃度的評價以及人員的生命安全。

粉塵濃度；直讀式粉塵檢測儀；檢定；改進

引言

粉塵屬于有害物質，煤礦粉塵對工作人員的危害巨大，長期工作在高濃度的粉塵環境中不僅容易患上塵肺職業病，而且粉塵濃度過高還容易引發粉塵爆炸等安全事故，因此加強對粉塵的檢測在煤礦生產中非常重要。保證粉塵濃度檢測儀器檢測數值的準確性是檢測工作的主要任務，直讀式粉塵濃度檢測儀器是煤礦粉塵檢測的主要儀器，本文結合工作經驗對直讀式粉塵濃度檢測技術進行相應的闡述，以期提升我國粉塵濃度檢測技術的發展。

1 我國粉塵濃度檢測常見技術

粉塵濃度指單位體積內空氣中所含的粉塵的量。不同的行業對于粉塵濃度的要求不同，根據煤礦粉塵爆炸濃度范圍（40～1000mg/m3）的標準，應該加強對濃度的檢測，將煤礦工作環境的粉塵濃度控制在保證范圍以下。由于煤礦工作環境變化比較快，因此市場上出現了便捷式的微電腦粉塵儀、直讀式測塵儀以及粉塵濃度傳感器等產品。縱觀我國粉塵濃度測量技術的發展歷程，常見的測量技術包括：濾膜稱重測塵法、光散射原理測塵法、β射線原理測塵法以及光吸收原理測塵法。

2 直讀式粉塵濃度檢測技術

直讀式粉塵檢測技術是我國煤礦粉塵檢測的主要技術之一，檢測儀主要是通過對懸浮在空氣中粉塵進行檢測，并在顯示器上輸出濃度信號。檢測儀主要是由以下部件組成：暗室、紅外發射管、氣泵、電池和呼吸分離裝置。該設備具有攜帶簡單、操作靈活等特點。要保證直讀類粉塵濃度測量儀表量值的準確，就必須加強對直讀式粉塵濃度檢測儀器的檢定，提高其工作穩定性。

工作經驗表明，直讀式粉塵濃度檢測儀器能夠快速地反映礦井工作環境的粉塵濃度，關鍵是對儀器進行校正，即根據標準的粉塵濃度，調節K值，校準測塵儀。對于直讀式粉塵測量儀的校準主要包括以下兩種方法：一是基準校驗法。也就是采取濾膜稱重的方法對儀器進行標定，即同時啟動被校直讀式粉塵檢測儀和標準濾膜粉塵采樣器，在相同的時間內，同一位置進行采樣，然后再利用稱重的方法確定采集粉塵的濃度，如果直讀式粉塵濃度檢測儀采集的粉塵濃度結果與標準濾膜采集器采集的結果一致，就說明該儀器測量數據準確；二是比較校對法。比對校驗法是采用經檢定或校準的、具有相同或更高準確度、靈敏度的標準測塵儀來標定被校測塵儀。該方法的標定裝置與基準校驗法相似，只是將標準濾膜式粉塵采樣器改為標準測塵儀。通過實踐工作檢驗，采取此檢定方式能夠更加快捷、簡單地對儀器進行檢定，減少不必要的等待時間，適應煤礦工作環境的要求。

在對直讀式粉塵濃度檢測儀器進行校對時需要在一定的環境下進行，以此獲得標準的粒子流。過去一直采取的風洞試驗環境，雖然此種環境能夠保證粒子氣流的均衡，但是其無法滿足當下粉塵檢測儀器性能的要求，因此此種環境逐漸被淘汰；靜態試驗環境是在風速小于0.2m/s氣流相對平穩的靜態環境下對測塵儀進行校準。即達到以下條件：溫度控制在20℃左右，濕度不能大于80%。此種試驗環境不僅滿足風洞試驗環境的優勢，而且其模型設計與加工業非常簡單，關鍵是通過此種環境檢測大大提高了檢測結果的準確性，因此儀器檢測更宜選擇此種環境。例如我國HJ/T93-2003《PM10采樣器技術要求及檢測方法》標準也規定在靜態實驗環境下對采樣器的粒子捕集性能進行檢測。

3 粉塵濃度檢測技術存在的缺陷及改進策略

由于煤礦工作環境惡劣，粉塵粒徑不一，往往在實驗室經過檢定合格的設備無法直接在礦井工作環境下使用。尤其是粉塵顆粒具有帶電性質，容易吸附在儀器上，更為嚴重的是粉塵吸附在濃度檢測儀器的傳感部門，進而污染濃度檢測儀器元器件，造成其不能正常顯示。另外直讀式粉塵濃度檢測儀器雖然能夠通過調K值進行校對，但是由于煤礦井下粉塵的濃度不一致，有些區域的濃度較高，有的區域濃度可能低于正常范圍，而低粉塵濃度與高粉塵濃度的系數K值差異較大。但是直讀式粉塵濃度檢測儀器卻只有一個K值設置功能，一旦濃度不穩定，就會造成檢測的結果出現偏差。

針對當前我國粉塵濃度檢測技術所出現的缺陷，應該采取以下措施進行改進，以此提升直讀式濃度檢測儀器的準確性：（1）應重點考慮光散射原理測塵法和β射線原理測塵法兩種檢測方法。使用β射線原理測塵法的儀表準確性較高，但國內β射線源供應商少，使用β射線源時須向地方相關部門備案；（2）加強對儀器的清潔功能，并且對元器件進行校對，提高檢測的靈敏度；（3）應使用濾膜稱重測塵法，增加濾膜采樣系統；（4）優化K值的設置方式，根據不同的粉塵濃度區域進行相應的設置；（5）提高儀器檢定人員的專業技能。

總之，加強對煤礦粉塵的檢測對保護工作人員人身健康、降低安全事故發生具有重要的作用，直讀式粉塵濃度檢測儀是粉塵檢測中應用較廣的設備，所以需要我們加強對該設備的技術研究，分析其缺陷以此提升直讀式粉塵濃度檢測儀的技術含量。

[1]黃志凡,扈蓉,張志堅.粉塵濃度監測儀校準技術發展概況[J].中國計量,2015(06).

[2]劉靖琪.粉塵濃度檢測技術現狀[J].低碳世界,2015(05).

[3]趙鎮川.直讀式粉塵濃度測量儀示值誤差的測量不確定度評定[J].價值工程,2014(10).