粉尘浓度检测技术现状

新疆维吾尔自治区煤矿矿用安全产品检验中心 赵银翔

粉尘浓度检测技术现状

新疆维吾尔自治区煤矿矿用安全产品检验中心 赵银翔

粉尘浓度检测仪器是矿井作业的重要安全仪器设备，直读式粉尘浓度测量仪具有携带方便、使用广泛的特点，属于国家强制检定的计量器具，因此直读式粉尘浓度检测仪器的量值结果关系到粉尘浓度的评价以及人员的生命安全。

粉尘浓度；直读式粉尘检测仪；检定；改进

引言

粉尘属于有害物质，煤矿粉尘对工作人员的危害巨大，长期工作在高浓度的粉尘环境中不仅容易患上尘肺职业病，而且粉尘浓度过高还容易引发粉尘爆炸等安全事故，因此加强对粉尘的检测在煤矿生产中非常重要。保证粉尘浓度检测仪器检测数值的准确性是检测工作的主要任务，直读式粉尘浓度检测仪器是煤矿粉尘检测的主要仪器，本文结合工作经验对直读式粉尘浓度检测技术进行相应的阐述，以期提升我国粉尘浓度检测技术的发展。

1 我国粉尘浓度检测常见技术

粉尘浓度指单位体积内空气中所含的粉尘的量。不同的行业对于粉尘浓度的要求不同，根据煤矿粉尘爆炸浓度范围（40～1000mg/m3）的标准，应该加强对浓度的检测，将煤矿工作环境的粉尘浓度控制在保证范围以下。由于煤矿工作环境变化比较快，因此市场上出现了便捷式的微电脑粉尘仪、直读式测尘仪以及粉尘浓度传感器等产品。纵观我国粉尘浓度测量技术的发展历程，常见的测量技术包括：滤膜称重测尘法、光散射原理测尘法、β射线原理测尘法以及光吸收原理测尘法。

2 直读式粉尘浓度检测技术

直读式粉尘检测技术是我国煤矿粉尘检测的主要技术之一，检测仪主要是通过对悬浮在空气中粉尘进行检测，并在显示器上输出浓度信号。检测仪主要是由以下部件组成：暗室、红外发射管、气泵、电池和呼吸分离装置。该设备具有携带简单、操作灵活等特点。要保证直读类粉尘浓度测量仪表量值的准确，就必须加强对直读式粉尘浓度检测仪器的检定，提高其工作稳定性。

工作经验表明，直读式粉尘浓度检测仪器能够快速地反映矿井工作环境的粉尘浓度，关键是对仪器进行校正，即根据标准的粉尘浓度，调节K值，校准测尘仪。对于直读式粉尘测量仪的校准主要包括以下两种方法：一是基准校验法。也就是采取滤膜称重的方法对仪器进行标定，即同时启动被校直读式粉尘检测仪和标准滤膜粉尘采样器，在相同的时间内，同一位置进行采样，然后再利用称重的方法确定采集粉尘的浓度，如果直读式粉尘浓度检测仪采集的粉尘浓度结果与标准滤膜采集器采集的结果一致，就说明该仪器测量数据准确；二是比较校对法。比对校验法是采用经检定或校准的、具有相同或更高准确度、灵敏度的标准测尘仪来标定被校测尘仪。该方法的标定装置与基准校验法相似，只是将标准滤膜式粉尘采样器改为标准测尘仪。通过实践工作检验，采取此检定方式能够更加快捷、简单地对仪器进行检定，减少不必要的等待时间，适应煤矿工作环境的要求。

在对直读式粉尘浓度检测仪器进行校对时需要在一定的环境下进行，以此获得标准的粒子流。过去一直采取的风洞试验环境，虽然此种环境能够保证粒子气流的均衡，但是其无法满足当下粉尘检测仪器性能的要求，因此此种环境逐渐被淘汰；静态试验环境是在风速小于0.2m/s气流相对平稳的静态环境下对测尘仪进行校准。即达到以下条件：温度控制在20℃左右，湿度不能大于80%。此种试验环境不仅满足风洞试验环境的优势，而且其模型设计与加工业非常简单，关键是通过此种环境检测大大提高了检测结果的准确性，因此仪器检测更宜选择此种环境。例如我国HJ/T93-2003《PM10采样器技术要求及检测方法》标准也规定在静态实验环境下对采样器的粒子捕集性能进行检测。

3 粉尘浓度检测技术存在的缺陷及改进策略

由于煤矿工作环境恶劣，粉尘粒径不一，往往在实验室经过检定合格的设备无法直接在矿井工作环境下使用。尤其是粉尘颗粒具有带电性质，容易吸附在仪器上，更为严重的是粉尘吸附在浓度检测仪器的传感部门，进而污染浓度检测仪器元器件，造成其不能正常显示。另外直读式粉尘浓度检测仪器虽然能够通过调K值进行校对，但是由于煤矿井下粉尘的浓度不一致，有些区域的浓度较高，有的区域浓度可能低于正常范围，而低粉尘浓度与高粉尘浓度的系数K值差异较大。但是直读式粉尘浓度检测仪器却只有一个K值设置功能，一旦浓度不稳定，就会造成检测的结果出现偏差。

针对当前我国粉尘浓度检测技术所出现的缺陷，应该采取以下措施进行改进，以此提升直读式浓度检测仪器的准确性：（1）应重点考虑光散射原理测尘法和β射线原理测尘法两种检测方法。使用β射线原理测尘法的仪表准确性较高，但国内β射线源供应商少，使用β射线源时须向地方相关部门备案；（2）加强对仪器的清洁功能，并且对元器件进行校对，提高检测的灵敏度；（3）应使用滤膜称重测尘法，增加滤膜采样系统；（4）优化K值的设置方式，根据不同的粉尘浓度区域进行相应的设置；（5）提高仪器检定人员的专业技能。

总之，加强对煤矿粉尘的检测对保护工作人员人身健康、降低安全事故发生具有重要的作用，直读式粉尘浓度检测仪是粉尘检测中应用较广的设备，所以需要我们加强对该设备的技术研究，分析其缺陷以此提升直读式粉尘浓度检测仪的技术含量。

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[3]赵镇川.直读式粉尘浓度测量仪示值误差的测量不确定度评定[J].价值工程,2014(10).