CN105738168B - 一种隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样方法和采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，包括一伸入隧道口内的具有气体进口的管道，在管道上设置有抽气风机，气体进口与抽气风机之间的管道内形成一采样区，在管道上设置有一与采样区连通的采样机构。采样方法包括：(1)、安装并固定管道，(2)、安装抽气风机，(3)、设置皮托管及测温孔，(4)、安装采样机构，(5)抽气采样，(6)、采集样品，(7)、采样结束。利用一条较长的管道和抽气风机将隧道内的气体抽出后采样，但在空气采样上解决了无法再狭小隧道内采样、工人操作危险的问题，而且有效提高了采样的效率及精度。

Description

一种隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样方法和采样装置

技术领域

本发明涉及空气监测技术领域，具体涉及一种隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样方法和采样装置。

背景技术

随着车辆的增多，汽车尾气的排放已经成为雾霾天气的重要成因，雾霾造成空气质量差，能见度低。特别是在隧道里，大量汽车、火车排放的尾气，产生颗粒物和气态污染物，加上隧道的通风不良，隧道中的PM2.5严重超标，空气的能见度降低，影响交通安全和司乘人员的身体健康；在地下轨道交通的隧道里，车轮与轨道的摩擦产生的各种粉尘同样对隧道和站台产生空气污染。

为了监测隧道内的污染状况，需要采集样品进行分析，但由于隧道内现场火车、汽车川流不息，且场地狭小，危险性大，不适合工作人员在隧道中直接采样，因此传统的大气颗粒物采样设备无法再隧道内使用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、操作方便、提高取样效率及取样精度，并且有效降低工作人员危险性的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样方法和采样装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，其特征在于：包括一伸入隧道口内的用于将隧道内空气抽出的具有气体进口的管道，在管道上设置有将隧道内空气经气体进口向外排放的抽气风机，所述气体进口与抽气风机之间的管道内形成一采样区，在管道上设置有一与采样区连通的采样机构，该采样机构包括一部分伸入管道内并到达采样区的具有入口端的采样管，设于管道外的与采样管的出口端相连的用于采集颗粒态样品的颗粒物切割器，所述颗粒物切割器还连接一用于采集气态样品的吸附罐，在吸附罐的出口处连接有一为采样机构提供抽气作用的抽气泵。

上述的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，所述采样区的管道上分别设置有用于测量管道内空气流速的皮托管以及用于测量管道内空气温度的测温孔。

上述的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，所述采样管的入口端的开口方向与管道的气体进口一致，出口端固定在管道上并向管道外延伸形成与所述颗粒物切割器相连的延伸段，所述入口端与延伸段的夹角大于90°。

上述的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，所述入口端与延伸段的管路纵截面结构为L形或者U形。

上述的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，所述管道与抽气风机之间通过法兰盘密封连接，延伸段与颗粒物切割器以及颗粒物切割器与吸附罐之间均通过螺纹连接。

一种利用隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置进行采样的方法，包括如下步骤：

(1)、安装并固定管道：

将一定长度的管道伸入隧道内，并保证管道的气体进口伸入隧道口内一定距离并固定牢固；

(2)、安装抽气风机：

在管道的另一端通过法兰盘连接好抽气风机，并保证连接处良好的密封；

(3)、设置皮托管及测温孔：

在管道内确定好采样区，并在采样区内安装皮托管以及设置测温孔；

(4)、安装采样机构：

将采样管的入口端伸入管道并到达采样区后，将采样管的延伸段固定在管道上，然后在延伸段末端依次连接颗粒物切割器、吸附罐，并连接抽气泵；

(5)、抽气采样：

启动抽气风机，此时隧道内空气自气体进口进入管道，并在气体进口至抽气风机之间管道内快速流动，排出隧道，此时开启抽气泵，管道内的空气自采样区的采样管依次进入颗粒物切割器及吸附罐，并随抽气泵循环排出；

(6)、采集样品：

空气在经过颗粒物切割器后，颗粒态的样品被阻留在颗粒物切割器内的滤膜上被收集，气态样品进入内置吸附剂的吸附罐中，被吸附剂吸附收集；

经皮托管测得管道内空气的流速，经测温孔测得管道内空气的温度；

(7)、采样结束：

关闭抽气风机及抽气泵，将颗粒物切割器内的滤膜取出，得到颗粒态样品，并打开吸附罐取出吸附剂，得到气态样品，采样完成。

本发明隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样方法和采样装置的优点是：利用一条较长的管道和抽气风机将隧道内的气体抽出后采样，该方法有很多的长处，通过设置的可输送空气管道，不但可以模拟实际隧道内的空气，而且为取样带来了便利，设置在管道的采样区内的采样管，采样管的入口端的开口方向与管道的气体进口一致，并进一步将采样管的入口端的轴线平行于管道的轴线，便于空气进入采样管内，提高了采样的精度。颗粒物切割器与吸附罐及抽气泵相连，有效提高了采样的效率，并且采样后的气体直接经抽气泵排出，一定程度上缓解了隧道内的空气污染程度。本发明不但在空气采样上解决了无法再狭小隧道内采样、工人操作危险的问题，而且通过风机较大抽力的作用下，通过管道在隧道内形成了较大的空气流动，净化了隧道内的空气，提高了隧道内的空气质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

如图1所示，一种隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，包括一伸入隧道口1内的用于将隧道2内空气抽出的具有气体进口3的管道4，在管道4上设置有将隧道2内的空气经气体进口3向外排放的抽气风机5，在气体进口3与抽气风机5之间的管道4内形成一采样区6，在采样区6的管道4上分别设置有用于测量管道4内空气流速的皮托管7以及用于测量管道4内空气温度的测温孔8。在管道4上设置有一与采样区4连通的采样机构9，该采样机构9包括一只部分伸入管道4内并到达采样区6的具有入口端10的采样管11，为保证取样的精确和顺利，该采样管11的入口端10的开口方向与管道4的气体进口3一致设置，在采样区6的管道4内，采样管11的入口端10的轴线平行于管道4的轴线，便于空气进入采样管11内。出口端12固定在管道4上，并向管道4外延伸形成与所述颗粒物切割器13相连的延伸段14，为保障颗粒态样品和气态样品的顺利取得，并保证取样的精度，入口端10与延伸段14的夹角应大于90°，所述入口端10与延伸段14的管路纵截面结构设置为为L形或者U形为最佳。用于采集颗粒态样品的颗粒物切割器13设置在管道4外的采样管11的延伸段14，所述颗粒物切割器13还连接一用于采集气态样品的吸附罐15，在吸附罐15的出口处16连接有一为采样机构9提供抽气作用的抽气泵17。所述管道4与抽气风机5之间通过法兰盘18密封连接，延伸段14与颗粒物切割器13以及颗粒物切割器13与吸附罐15之间均通过螺纹连接。为了运输和现场采样方便，采样管11也可采用卡套方式与颗粒物切割器13链接；颗粒物切割器13与吸附罐15之间也可采用卡套方式连接。

本发明所记载的颗粒物切割器13以及吸附罐15均为现有技术，颗粒物切割器13根据实际取样需要，可以采用该领域目前常用的具有一级、二级或三级滤膜的多功能颗粒物切割器，吸附罐15也可采用市面常用的产品，在此不多作限制。

本发明提供了一种利用隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置进行采样的方法，包括如下步骤：

(1)、安装并固定管道4：

将一定长度的管道4伸入隧道2内，并保证管道4的气体进口伸入隧道口1内一定距离并固定牢固；由于管道4在隧道2内固定不方便，并且在狭小的隧道2内支设架子也影响车辆的通行，故而可在隧道外支设相应的支撑架或者固定架，来支撑管道4。

(2)、安装抽气风机5：

在管道4的另一端通过法兰盘18连接好抽气风机5，并保证连接处良好的密封；

(3)、设置皮托管7及测温孔8：

在管道4内确定好采样区6，并在采样区6内安装皮托管7以及设置测温孔8；

(4)、安装采样机构9：

将采样管11的入口端10伸入管道4内并到达采样区6后，将采样管11的延伸段14固定在管道4上，然后在延伸段14的末端依次连接颗粒物切割器13、吸附罐15，并连接抽气泵17；

(5)、抽气采样：

启动抽气风机5，此时隧道2内空气自气体进口3进入管道4，并在气体进口3至抽气风机5之间的管道4内快速流动，排出隧道2，此时开启抽气泵17，管道4内的空气自采样区6的采样管11依次进入颗粒物切割器13及吸附罐15，并随抽气泵17循环排出；

(6)、采集样品：

空气在经过颗粒物切割器13后，颗粒态的样品被阻留在颗粒物切割器内的滤膜上被收集，气态样品进入内置吸附剂的吸附罐15中，被吸附剂吸附收集；

经皮托管7测得管道内空气的流速，经测温孔8测得管道内空气的温度；

(7)、采样结束：

关闭抽气风机5及抽气泵17，将颗粒物切割器13内的滤膜取出，得到颗粒态样品，并打开吸附罐15取出吸附剂，得到气态样品，采样完成。

本发明在抽取隧道2内空气的过程中，根据隧道2的长度及内部空间，以及采集所需容量的要求，需要控制合理的时间，以防新空气由隧道2另一端进入，影响取样的准确性，并且，抽气风机5的风速要低于抽气泵17所产生的负压，有利于取样的正常进行。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，其特征在于：包括一伸入隧道口内的用于将隧道内空气抽出的具有气体进口的管道，在管道上设置有将隧道内空气经气体进口向外排放的抽气风机，所述气体进口与抽气风机之间的管道内形成一采样区，在管道上设置有一与采样区连通的采样机构，该采样机构包括一部分伸入管道内并到达采样区的具有入口端的采样管，设于管道外的与采样管的出口端相连的用于采集颗粒态样品的颗粒物切割器，所述颗粒物切割器还连接一用于采集气态样品的吸附罐，在吸附罐的出口处连接有一为采样机构提供抽气作用的抽气泵，所述采样管的入口端的开口方向与管道的气体进口一致，出口端固定在管道上并向管道外延伸形成与所述颗粒物切割器相连的延伸段，所述入口端与延伸段的夹角大于90°。

2.根据权利要求1所述的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，其特征是：所述采样区的管道上分别设置有用于测量管道内空气流速的皮托管以及用于测量管道内空气温度的测温孔。

3.根据权利要求1所述的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，其特征是：所述入口端与延伸段的管路纵截面结构为L形或者U形。

4.根据权利要求3所述的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置，其特征是：所述管道与抽气风机之间通过法兰盘密封连接，延伸段与颗粒物切割器以及颗粒物切割器与吸附罐之间均通过螺纹连接。

5.一种利用如权利要求1~4任一项所述的隧道中颗粒物和气态污染物样品的采样装置进行采样的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）、安装并固定管道：

将一定长度的管道伸入隧道内，并保证管道的气体进口伸入隧道口内一定距离并固定牢固；

（2）、安装抽气风机：

在管道的另一端通过法兰盘连接好抽气风机，并保证连接处良好的密封；

（3）、设置皮托管及测温孔：

在管道内确定好采样区，并在采样区内安装皮托管以及设置测温孔；

（4）、安装采样机构：

将采样管的入口端伸入管道并到达采样区后，将采样管的延伸段固定在管道上，然后在延伸段末端依次连接颗粒物切割器、吸附罐，并连接抽气泵；

（5）、抽气采样：

启动抽气风机，此时隧道内空气自气体进口进入管道，并在气体进口至抽气风机之间管道内快速流动，排出隧道，此时开启抽气泵，管道内的空气自采样区的采样管依次进入颗粒物切割器及吸附罐，并随抽气泵循环排出；

（6）、采集样品：

空气在经过颗粒物切割器后，颗粒态的样品被阻留在颗粒物切割器内的滤膜上被收集，气态样品进入内置吸附剂的吸附罐中，被吸附剂吸附收集；

经皮托管测得管道内空气的流速，经测温孔测得管道内空气的温度；

（7）、采样结束：

关闭抽气风机及抽气泵，将颗粒物切割器内的滤膜取出，得到颗粒态样品，并打开吸附罐取出吸附剂，得到气态样品，采样完成。