β射线扬尘在线监测是一种高效的颗粒物浓度监测技术，采用的是贝塔射线吸收法的工作原理。具体来说，该系统使用C-14作为发射源，发射恒定的高能量电子。当样品空气通过切割器以恒定的流量经过进样管时，颗粒物会被截留在滤膜上。β射线通过滤膜时，其能量会发生衰减，通过对衰减量的测定可以计算出颗粒物的质量，进而根据采样流量、采样时间和滤膜面积来计算实际状态下环境空气中颗粒物的浓度。
β射线扬尘在线监测的方法主要基于β射线吸收法，以下是具体步骤：
1、仪器准备
β射线发射源：通常采用放射性同位素作为β射线发射源，如C-14等。它能够发射恒定的高能量电子，这些电子在穿过空气和颗粒物时会发生能量衰减，为后续的测量提供基础。
滤膜：使用特定的滤膜来截留空气中的颗粒物。滤膜的材质和孔径大小会影响对不同粒径颗粒物的截留效果，常见的有聚碳酸酯滤膜等。
检测系统：包括高灵敏度的探测器，如盖革计数管或半导体探测器等，用于捕捉β射线穿透滤膜后的强度变化；还有数据采集与处理单元、温湿联控系统等辅助设备，确保测量的准确性和稳定性。
2、采样过程
空气采集：通过采样泵将待测空气以恒定的流量抽入仪器内。采样流量的大小需要根据监测要求和仪器性能进行设定，以保证测量结果的准确性。一般来说，采样流量越大，单位时间内采集到的颗粒物数量越多，但也可能会增加仪器的负荷和能耗。
颗粒物截留：空气进入仪器后，经过切割器去除大颗粒物，然后通过滤膜。颗粒物被截留在滤膜上，而清洁的空气则继续排出仪器外。切割器的设计和性能对于保证进入滤膜的颗粒物粒径范围非常重要，不同的切割器可以分离出PM10、PM2.5等不同粒径的颗粒物。
3、测量过程
β射线衰减测量：当β射线穿过带有颗粒物的滤膜时，会与颗粒物发生相互作用，导致能量发生衰减。探测器分别测量β射线在进入滤膜前（I0）和穿过滤膜后（I）的强度。
浓度计算：根据β射线的衰减程度，利用预先建立的标定曲线和相关公式来计算颗粒物的质量浓度。计算公式通常与β射线的初始强度、衰减后的强度、滤膜的面积、采样流量、采样时间等因素有关。例如，颗粒物质量浓度C=K×（I0-I）/（Q×T），其中K为校准系数，Q为采样流量，T为采样时间。
4、数据处理与传输
数据校正：考虑到环境因素（如温度、湿度、气压等）对测量结果的影响，需要进行相应的校正。例如，温度的变化可能会影响气体的粘度和密度，进而影响颗粒物的运动和采样效率；湿度的增加可能会导致颗粒物吸湿增重，使测量结果偏高。因此，需要通过温湿联控系统实时监测环境参数，并对测量数据进行修正。
数据传输与存储：经过处理后的数据可以通过有线或无线通信方式传输到数据中心或监控平台，以便进行实时监测和数据分析。同时，数据也会存储在仪器内部的存储器中，以便后续查询和下载。
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