新疆維吾爾自治區(qū)煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心 趙銀翔

粉塵濃度檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

新疆維吾爾自治區(qū)煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心 趙銀翔

粉塵濃度檢測(cè)儀器是礦井作業(yè)的重要安全儀器設(shè)備，直讀式粉塵濃度測(cè)量?jī)x具有攜帶方便、使用廣泛的特點(diǎn)，屬于國(guó)家強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具，因此直讀式粉塵濃度檢測(cè)儀器的量值結(jié)果關(guān)系到粉塵濃度的評(píng)價(jià)以及人員的生命安全。

粉塵濃度；直讀式粉塵檢測(cè)儀；檢定；改進(jìn)

引言

粉塵屬于有害物質(zhì)，煤礦粉塵對(duì)工作人員的危害巨大，長(zhǎng)期工作在高濃度的粉塵環(huán)境中不僅容易患上塵肺職業(yè)病，而且粉塵濃度過高還容易引發(fā)粉塵爆炸等安全事故，因此加強(qiáng)對(duì)粉塵的檢測(cè)在煤礦生產(chǎn)中非常重要。保證粉塵濃度檢測(cè)儀器檢測(cè)數(shù)值的準(zhǔn)確性是檢測(cè)工作的主要任務(wù)，直讀式粉塵濃度檢測(cè)儀器是煤礦粉塵檢測(cè)的主要儀器，本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)直讀式粉塵濃度檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的闡述，以期提升我國(guó)粉塵濃度檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

1 我國(guó)粉塵濃度檢測(cè)常見技術(shù)

粉塵濃度指單位體積內(nèi)空氣中所含的粉塵的量。不同的行業(yè)對(duì)于粉塵濃度的要求不同，根據(jù)煤礦粉塵爆炸濃度范圍（40～1000mg/m3）的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)濃度的檢測(cè)，將煤礦工作環(huán)境的粉塵濃度控制在保證范圍以下。由于煤礦工作環(huán)境變化比較快，因此市場(chǎng)上出現(xiàn)了便捷式的微電腦粉塵儀、直讀式測(cè)塵儀以及粉塵濃度傳感器等產(chǎn)品?？v觀我國(guó)粉塵濃度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展歷程，常見的測(cè)量技術(shù)包括：濾膜稱重測(cè)塵法、光散射原理測(cè)塵法、β射線原理測(cè)塵法以及光吸收原理測(cè)塵法。

2 直讀式粉塵濃度檢測(cè)技術(shù)

直讀式粉塵檢測(cè)技術(shù)是我國(guó)煤礦粉塵檢測(cè)的主要技術(shù)之一，檢測(cè)儀主要是通過對(duì)懸浮在空氣中粉塵進(jìn)行檢測(cè)，并在顯示器上輸出濃度信號(hào)。檢測(cè)儀主要是由以下部件組成：暗室、紅外發(fā)射管、氣泵、電池和呼吸分離裝置。該設(shè)備具有攜帶簡(jiǎn)單、操作靈活等特點(diǎn)。要保證直讀類粉塵濃度測(cè)量?jī)x表量值的準(zhǔn)確，就必須加強(qiáng)對(duì)直讀式粉塵濃度檢測(cè)儀器的檢定，提高其工作穩(wěn)定性。

工作經(jīng)驗(yàn)表明，直讀式粉塵濃度檢測(cè)儀器能夠快速地反映礦井工作環(huán)境的粉塵濃度，關(guān)鍵是對(duì)儀器進(jìn)行校正，即根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的粉塵濃度，調(diào)節(jié)K值，校準(zhǔn)測(cè)塵儀。對(duì)于直讀式粉塵測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)主要包括以下兩種方法：一是基準(zhǔn)校驗(yàn)法。也就是采取濾膜稱重的方法對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定，即同時(shí)啟動(dòng)被校直讀式粉塵檢測(cè)儀和標(biāo)準(zhǔn)濾膜粉塵采樣器，在相同的時(shí)間內(nèi)，同一位置進(jìn)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(cè)儀采集的粉塵濃度結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)濾膜采集器采集的結(jié)果一致，就說明該儀器測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；二是比較校對(duì)法。比對(duì)校驗(yàn)法是采用經(jīng)檢定或校準(zhǔn)的、具有相同或更高準(zhǔn)確度、靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塵儀來(lái)標(biāo)定被校測(cè)塵儀。該方法的標(biāo)定裝置與基準(zhǔn)校驗(yàn)法相似，只是將標(biāo)準(zhǔn)濾膜式粉塵采樣器改為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塵儀。通過實(shí)踐工作檢驗(yàn)，采取此檢定方式能夠更加快捷、簡(jiǎn)單地對(duì)儀器進(jìn)行檢定，減少不必要的等待時(shí)間，適應(yīng)煤礦工作環(huán)境的要求。

在對(duì)直讀式粉塵濃度檢測(cè)儀器進(jìn)行校對(duì)時(shí)需要在一定的環(huán)境下進(jìn)行，以此獲得標(biāo)準(zhǔn)的粒子流。過去一直采取的風(fēng)洞試驗(yàn)環(huán)境，雖然此種環(huán)境能夠保證粒子氣流的均衡，但是其無(wú)法滿足當(dāng)下粉塵檢測(cè)儀器性能的要求，因此此種環(huán)境逐漸被淘汰；靜態(tài)試驗(yàn)環(huán)境是在風(fēng)速小于0.2m/s氣流相對(duì)平穩(wěn)的靜態(tài)環(huán)境下對(duì)測(cè)塵儀進(jìn)行校準(zhǔn)。即達(dá)到以下條件：溫度控制在20℃左右，濕度不能大于80%。此種試驗(yàn)環(huán)境不僅滿足風(fēng)洞試驗(yàn)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，而且其模型設(shè)計(jì)與加工業(yè)非常簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是通過此種環(huán)境檢測(cè)大大提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此儀器檢測(cè)更宜選擇此種環(huán)境。例如我國(guó)HJ/T93-2003《PM10采樣器技術(shù)要求及檢測(cè)方法》標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下對(duì)采樣器的粒子捕集性能進(jìn)行檢測(cè)。

3 粉塵濃度檢測(cè)技術(shù)存在的缺陷及改進(jìn)策略

由于煤礦工作環(huán)境惡劣，粉塵粒徑不一，往往在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過檢定合格的設(shè)備無(wú)法直接在礦井工作環(huán)境下使用。尤其是粉塵顆粒具有帶電性質(zhì)，容易吸附在儀器上，更為嚴(yán)重的是粉塵吸附在濃度檢測(cè)儀器的傳感部門，進(jìn)而污染濃度檢測(cè)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(cè)儀器雖然能夠通過調(diào)K值進(jìn)行校對(duì)，但是由于煤礦井下粉塵的濃度不一致，有些區(qū)域的濃度較高，有的區(qū)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(shù)K值差異較大。但是直讀式粉塵濃度檢測(cè)儀器卻只有一個(gè)K值設(shè)置功能，一旦濃度不穩(wěn)定，就會(huì)造成檢測(cè)的結(jié)果出現(xiàn)偏差。

針對(duì)當(dāng)前我國(guó)粉塵濃度檢測(cè)技術(shù)所出現(xiàn)的缺陷，應(yīng)該采取以下措施進(jìn)行改進(jìn)，以此提升直讀式濃度檢測(cè)儀器的準(zhǔn)確性：（1）應(yīng)重點(diǎn)考慮光散射原理測(cè)塵法和β射線原理測(cè)塵法兩種檢測(cè)方法。使用β射線原理測(cè)塵法的儀表準(zhǔn)確性較高，但國(guó)內(nèi)β射線源供應(yīng)商少，使用β射線源時(shí)須向地方相關(guān)部門備案；（2）加強(qiáng)對(duì)儀器的清潔功能，并且對(duì)元器件進(jìn)行校對(duì)，提高檢測(cè)的靈敏度；（3）應(yīng)使用濾膜稱重測(cè)塵法，增加濾膜采樣系統(tǒng)；（4）優(yōu)化K值的設(shè)置方式，根據(jù)不同的粉塵濃度區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置；（5）提高儀器檢定人員的專業(yè)技能。

總之，加強(qiáng)對(duì)煤礦粉塵的檢測(cè)對(duì)保護(hù)工作人員人身健康、降低安全事故發(fā)生具有重要的作用，直讀式粉塵濃度檢測(cè)儀是粉塵檢測(cè)中應(yīng)用較廣的設(shè)備，所以需要我們加強(qiáng)對(duì)該設(shè)備的技術(shù)研究，分析其缺陷以此提升直讀式粉塵濃度檢測(cè)儀的技術(shù)含量。

[1]黃志凡,扈蓉,張志堅(jiān).粉塵濃度監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展概況[J].中國(guó)計(jì)量,2015(06).

[2]劉靖琪.粉塵濃度檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀[J].低碳世界,2015(05).

[3]趙鎮(zhèn)川.直讀式粉塵濃度測(cè)量?jī)x示值誤差的測(cè)量不確定度評(píng)定[J].價(jià)值工程,2014(10).