第五章 环境与灾害参数检测.ppt

　　5.β射线测尘原理 　　β射线测尘仪表是利用核辐射原理工作的。它利用粉尘对射线的吸收作用，当放射源产生的β射线穿过含有粉尘的空气时，一部分射线被粉尘吸收掉，一部分射线穿过被测物质（含尘空气）。空气中的粉尘含量越大，被吸收掉的β射线量越大。β射线的减少量与粉尘的浓度成正比关系。 图5-12　β射线测尘仪结构 β射线测尘仪的结构如图5-12所示。 　　一般β射线测尘仪由放射源、探测器、电信号转换放大电路和显示电路四个部分组成。放射源是仪表的特殊部分，由放射性同位素制成，如β射线放射源可用14Ｃ。探测器的作用是检测β射线，将穿过被测物质的射线接收并转换成电信号输出，即将射线强弱的变化以电信号的大小变化反映出来。常用的β射线检测管是盖格计数管。由探测器输出的信号再经放大和一些特殊电路处理，由显示部分指示出检测值。 　　6.光电测尘原理 　　图5-13所示为ACG-1型光电测尘仪的工作原理。ACG－1型测尘仪由测量、采样和延时电路等组成，其测量过程是：当微动开关S1闭合时，光源1发光，经过凸镜2变为近平行光，通过滤纸3照射到硅光电池4上，硅光电池输出电流，由微安表5读出光电流大小。若含有粉尘的气体通过滤纸3，滤纸上集聚了粉尘。经过滤纸照射则硅光电池上的照度减弱，微安表的指示就减少，从而可根据测尘前后光电流的变化来反映粉尘浓度。显然，只要配置合适的采样器，由滤纸所集聚的即是呼吸性粉尘，就可得出呼吸性粉尘的浓度大小。 图5-13光电测尘仪原理 　　在实际应用条件下，可以获得硅光电池的输出电流Ｉ和光通量φ成线性关系，即 　 I=αφ （5-6） 式中:α为比例因子。 （5-7） 式中:φ0、φ为光通过含尘气体前、后的光通量；L为含尘气体的厚度；K为含尘气体的减光系数；C1为单位厚度含尘气体中的尘重。 若以C＝LC1表示整个被测区内的尘重，则 （5-8） 由此得 （5-9） 显然，只要知道粉尘的减光系数K和通过滤纸吸尘前、后的φ0与φ，就能求出一定体积Ｖ（其大小由Ｖ＝Qt确定，其中:Q为采样流量；t为取样时间）的含粉尘气体内粉尘的质量Ｃ；Ｃ/Ｖ就是单位体积含尘气体内的粉尘浓度，记为mg/ｍ3。 若将式（5－8）代入式（5－9），可得： （5-10） 式中，Ｉ0、Ｉ为光通过含尘气体前后对应的硅光电池输出电流。 因此，可根据测尘前后光电流的变化来求得粉尘的浓度Ｃ（此时设Ｖ＝1）。 在图5-13原理中，为了使光源Ｉ在采样前后保持亮度不变以减小测量过程中产生的误差，设有硅光电池来监测采样前后光源的亮度（根据电表示值，调节主电路中光强电位器Ｗ1，以确保亮度不变或对指示值修正）。采样气体流量由流量调节阀调节，抽气泵由微电机驱动；采样过程是当采样体积达到一定值时，由延时开关自动断电，结束采样。 5.3噪声及其检测 随着现代工业特别是交通运输业的发展，所产生的各种噪声愈来愈加强烈，已成为人类工作与生活环境中的主要公害之一。目前对噪声尚没有较确切的定义，通常被解释为“凡是人所不需要的以及对人体有害的声音”都称为噪声。因而噪声是相对的，当你不需要的时候，音乐也就成为噪音。当较长时间处在很强的音乐环境中，人的健康将不自觉地受到危害。 很多研究结果均表明，噪声对人体健康有严重的危害。如果长期受到强噪声的刺激，将会导致听力减弱甚至耳聋；还会造成心血管系统、神经系统和内分泌系统等方面的疾病，甚至死亡。精确地测定噪声将为控制噪声、改进产品、制订环境保护措施和相应的法律，提供必要的科学依据。噪声的检测实际上就是对声音的检测，而声音是机械振动在弹性介质中传播的波，人耳的可闻域为20Hz~20000Hz，而且人的听觉对不同的频率其响应也不一样。因此在讨论噪声检测之前，首先介绍评价噪声的一些基本参数。 5.3噪声及其检测 5.3.1噪声的量度参数 　声音和噪声都采用声压级、声强级和声功率级来描述其强弱，用频率或频谱来描述其高低。 　1.声压和声压级 　　声压是指有声波时介质的压强对其静压力的变化量，是一个周期量。通常以均方根值来衡量其大小并用p来表示，单位为Pa（帕）。正常人耳刚刚能听到的1000Hz声音的声压为2×10-5Pa，称为听阈声压，并规定作为声音或噪声的参考声压，用P0表示。声压级LP，声压和听阈声压之比，并定义为 （5-11） 声压级是相对量，没有量纲，在声学中用“级”来表示相对量，以分贝为单位。 　2.声强和声强级 　由于声音也是一种能量，因而也可以用能量来表示其强弱。声场中某一点在指定方向的声强，就是在单位时间内通过该点并与指定方向垂直的单位面积上的声能，并以I表示。其单位为瓦/米（W/m2）。 　　与声压相类似，定义声强级也需规定参考声强，通常取为10-12W/m2，并用I0表示，