CN108776091A - 一种作业场所中矽尘浓度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种作业场所中矽尘浓度检测方法，通过采样装置对空气中的粉尘进行采样收集，并对收集后的粉尘进行称重测量，再接着进行相应的化学反应从而得到相应的二氧化硅的质量，进而判断出空气中的粉尘是否为矽尘，进而判断出矽尘在作业场所中的浓度。与现有技术相比，本发明大大提高了检测矽尘浓度的精度的同时还通过检测矽尘中二氧化硅的含量，从而更有效的判断出当前矽尘的危害程度，从而更大程度上的保护工作人员的安全。
Description
技术领域
本发明涉及矽尘检测领域，具体涉及的是一种作业场所中矽尘浓度检测方法。
背景技术
在黑色金属采矿业、非金属的采矿业以及建筑业等类似行业，由于在这些行业的作业场所中需要对矿石或砂石进行打孔、破碎、研磨以及切割等加工操作，从而产生大量的粉尘弥漫在空气中，且由于矿石产生的粉尘中具有游离的二氧化硅，当粉尘中二氧化硅的含量达到粉尘含量的百分之十及以上时，此时空气中的粉尘被称之为“矽尘”。含有二氧化硅的“矽尘”会对肺部组织造成直接性的损害，在作业场所的长期工作人员一旦吸入过多的矽尘会使得肺部长期堆积有二氧化硅，造成肺部组织多次反复的损害，使得肺部有广泛的结节性纤维化，严重影响肺功能，造成“矽肺病”。因此，在作业场所中需要对作业场所的粉尘进行检测，检测粉尘中二氧化硅的含量以及作业场所中矽尘的浓度，从而判断是否需要停止作业并实施降尘措施，来保证工作人员的身体健康。
有鉴于此，本申请人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种作业场所中矽尘浓度检测方法，该检测方法检测的矽尘浓度更加精准，且检测的结果更适用于作业场所，提高了工作效率的同时也保证工作人员的身体健康。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种作业场所中矽尘浓度检测方法，其中，通过采样装置对空气中的粉尘进行采样并收集，所述采样装置包括采样管，设有螺旋管道的采样接头，用于检测气体流量的流量计，用于抽取气体的抽气设备以及用于气体快速流动的气流管道，所述气流管道与所述抽气设备连通，所述气流管道与所述采样接头连接，所述流量计设在所述采样接头和气流管道之间用于检测从采样接头流入气流管道的气体流量；
对矽尘的浓度检测分为以下步骤：
①将N个采样装置置于作业场中的N个不同的方位的170cm-175cm的水平高度，通过将采样管穿入采样接头上的螺旋管道，将气流管道的出口端插入水中，开启抽气设备，读取运行抽气设备时间T内通过流量计的流量值Q1；
②抽取采样管，提取采样管中收集的粉尘并置于称量器称量重量G1；
③将采样的粉尘倒入试管中，试管在铁架台的夹持下倾斜设置，使得粉尘位于试管的底部，并在试管中加入足量的碳酸钙，在试管口的一端用带有通孔的木塞塞住试管口，取导管并将导管的一端插入通孔中，导管的另一端密封连接有气球并插入装满水的烧杯中，烧杯的外部还盛放有重量为G2的水槽，用酒精喷灯对试管进行高温加热，气球收集二氧化碳气体使得烧杯中的水溢出至水槽中；
④通过量筒量出溢出至水槽内水的体积V1，从而得到二氧化碳的体积V1，并根据二氧化碳的密度计算出二氧化碳的质量M1；
⑤根据化学反应方程式：SiO2+CaCO3＝CaSiO3+CO2,计算出二氧化硅的质量M2，并根据二氧化硅的密度计算出二氧化硅的重量，从而得到二氧化硅占粉尘的百分比Y，从而判断出粉尘是否属于矽尘以及该矽尘的危害程度；
⑥通过T时间内测量的流量值Q1得到气体体积V2与测得的粉尘重量G1进行计算得到矽尘的浓度C，并将N个采样装置收集的粉尘均按上述步骤进行得到N个C值，计算求出N个C值的平均值C1,从而得到作业场所中矽尘的浓度值。
进一步，检测时间在作业场所施工后的两个小时后开始，并再每一小时后均对矽尘的浓度值进行检测，直到作业场所停止施工工作。
进一步，所述采样管内部嵌设有柔性毛梳，所述柔性毛梳包括毛梳骨和若干个梳毛，所述毛梳骨与所述采样管等长，若干个梳毛等间隔分布在毛梳骨上。
进一步，所述采样管以及毛梳骨均能实现塑性变形。
采用上述结构后，本发明涉及的一种作业场所中矽尘浓度检测方法，其通过采样装置对空气中的矽尘进行采样收集的同时还能起到对空气中矽尘的净化，其主要通过抽气设备对空气进行抽取使得空气在气流管道中实现高速流动，接着由气流管道流出并流入水中，从而使得空气中的矽尘与水混合，减少了空气中矽尘的含量。所述采样装置利用了伯努利定律关于流体流速快的地方压强小的特点，气流管道中的高流速气体使得外界空气在大气压的压力下进入到采样管，在经过流量计后进入气流管道中，而空气中的矽尘在经过采样管时将留在采样管内，从而实现对矽尘的采样收集。通过所述作业场所中矽尘浓度检测方法，还能检测出矽尘中对人体伤害最大的二氧化硅的含量，且通过实验室试验的方法使得求的数据更加精确。与现有技术相比，本发明大大提高了检测矽尘浓度的精度的同时还通过检测矽尘中二氧化硅的含量而更有效的判断出当前矽尘的危害程度，从而更大程度上的保护工作人员的安全。
附图说明
图1为本发明中的整体步骤流程图。
图2为本发明中采样装置的整体结构示意图。
图3为本发明中采样管盘旋成螺旋状后的整体结构示意图。
图4为本发明中将矽尘置于试管中反应的整体结构示意图。
图中：
采样管-1；采样接头-2；螺旋管道-21；
流量计-3；抽气设备-4；气流管道-5；
铁架台-61；试管-62；木塞-63；
导管-64；气球-65；烧杯-66；
水槽-67；酒精喷灯-68；柔性毛梳-7；
毛梳骨-71；梳毛-72。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1-3所示，一种作业场所中矽尘浓度检测方法，其中，通过采样装置对空气中的粉尘进行采样并收集，所述采样装置包括采样管1，设有螺旋管道21的采样接头2，用于检测气体流量的流量计3，用于抽取气体的抽气设备4以及用于气体快速流动的气流管道5，所述气流管道5与所述抽气设备4连通，所述气流管道5与所述采样接头2连接，所述流量计3设在所述采样接头2和气流管道5之间用于检测从采样接头2流入气流管道5的气体流量；
对矽尘的浓度检测分为以下步骤：
①将N个采样装置置于作业场中的N个不同的方位的170cm-175cm的水平高度，从作业场所中不同的方位进行检测使得检测得更加全面，避免出现单一区域浓度较大或较小而使得检测结果偏大或偏小，造成了数据的不精确。将采样装置置于170cm-175cm的水平高度使得采样装置符合大多数人的身高水平，更接近人呼吸时的实际情况。通过将采样管1穿入采样接头2上的螺旋管道21，将气流管道5的出口端插入水中，开启抽气设备4，读取运行抽气设备4时间T内通过流量计3的流量值Q1；由于所述采样装置利用了伯努利定律关于流体流速快的地方压强小的特点，气流管道5中的高流速气体使得外界空气在大气压的压力下进入到采样管1，在经过流量计3后进入气流管道5中，而空气中的矽尘在经过采样管1时将留在采样管1内，从而实现对矽尘的采样收集。
②抽取采样管1，提取采样管1中收集的粉尘并置于称量器称量重量G1，称量器称量的精度达到毫克；
③将采样的粉尘倒入试管62中，试管62在铁架台61的夹持下倾斜设置，使得粉尘位于试管62的底部，并在试管62中加入足量的碳酸钙，在试管62口的一端用带有通孔的木塞63塞住试管62口，取导管64并将导管64的一端插入通孔中，导管64的另一端密封连接有气球65并插入装满水的烧杯66中，烧杯66的外部还盛放有重量为G2的水槽67，接着用酒精喷灯68对试管62进行高温加热，试管62内产生的二氧化碳通过导管64进入到气球65中，气球65收集二氧化碳气体并膨胀，使得烧杯66中的水溢出至水槽67中。通过气球65的设置使得二氧化碳产生的体积能够通过溢出水的多少进行直接性的测量，并且还能有效的避免能溶于水的二氧化碳因为部分溶于水中，从而造成生成的二氧化碳的量的减少。因此，气球65的设置突破了传统的只用向上排空气法来收集二氧化碳的局限，而也可用排水集气法收集并使得二氧化碳的体积更容易测量得到。
④通过量筒量出溢出至水槽67内水的体积V1，从而得到二氧化碳的体积V1，并根据二氧化碳的密度计算出二氧化碳的质量M1；
⑤根据化学反应方程式：SiO2+CaCO3＝CaSiO3+CO2,计算出二氧化硅的质量M2，并根据二氧化硅的密度计算出二氧化硅的重量，从而得到二氧化硅占粉尘的百分比Y，从而判断出粉尘是否属于矽尘以及该矽尘的危害程度；若Y值大于百分之十则为矽尘，危害性较大，若Y值小于百分之十，危害性较小相当于日常生活产生的粉尘。因此，也可以看出对空气粉尘中二氧化硅含量的检测是非常有必要的，而不能一开始就判定粉尘为矽尘。而本发明先是通过检测二氧化硅的含量使得检测结果更具科学性和实用性。
⑥通过T时间内测量的流量值Q1得到气体体积V2与测得的粉尘重量G1进行计算得到矽尘的浓度C，并将N个采样装置收集的粉尘均按上述步骤进行得到N个C值，计算求出N个C值的平均值C1,从而得到作业场所中矽尘的浓度值，通过求得平均值C1求得整个作业场所矽尘浓度的均值，避免部分区域矽尘浓度太高或太低而使得检测结果出现较大的变化。
优选的，检测时间在作业场所施工后的两个小时后开始，并再每一小时后均对矽尘的浓度值进行检测，直到作业场所停止施工工作，通过在对整个工作时间进行间隔性的检测使得在矽尘浓度较高对工作人员的身体造成严重的伤害时能立即停止作业，进行降尘处理，实效性高，大大的保证了工作人员的身体健康。
优选的，所述采样管1内部嵌设有柔性毛梳7，所述柔性毛梳7包括毛梳骨71和若干个梳毛72，所述毛梳骨71与所述采样管1等长，若干个梳毛72等间隔分布在毛梳骨71上，所述毛梳骨71插入采样管1内，并通过若干个梳毛72对矽尘进行阻挡使得矽尘能停留在采样管1内。
优选的，所述采样管1以及毛梳骨71均能实现塑性变形，因此在采样管1插入螺旋管道21内时能匹配螺旋管道21，而螺旋管道21能使得进入采样管1的矽尘更容易留存在采样管1内。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (4)
1.一种作业场所中矽尘浓度检测方法，其特征在于，通过采样装置对空气中的粉尘进行采样并收集，所述采样装置包括采样管，设有螺旋管道的采样接头，用于检测气体流量的流量计，用于抽取气体的抽气设备以及用于气体快速流动的气流管道，所述气流管道与所述抽气设备连通，所述气流管道与所述采样接头连接，所述流量计设在所述采样接头和气流管道之间用于检测从采样接头流入气流管道的气体流量；
对矽尘的浓度检测分为以下步骤：
①将N个采样装置置于作业场中的N个不同的方位的170cm-175cm的水平高度，通过将采样管穿入采样接头上的螺旋管道，将气流管道的出口端插入水中，开启抽气设备，读取运行抽气设备时间T内通过流量计的流量值Q1；
②抽取采样管，提取采样管中收集的粉尘并置于称量器称量重量G1；
③将采样的粉尘倒入试管中，试管在铁架台的夹持下倾斜设置，使得粉尘位于试管的底部，并在试管中加入足量的碳酸钙，在试管口的一端用带有通孔的木塞塞住试管口，取导管并将导管的一端插入通孔中，导管的另一端密封连接有气球并插入装满水的烧杯中，烧杯的外部还盛放有重量为G2的水槽，用酒精喷灯对试管进行高温加热，气球收集二氧化碳气体使得烧杯中的水溢出至水槽中；
④通过量筒量出溢出至水槽内水的体积V1，从而得到二氧化碳的体积V1，并根据二氧化碳的密度计算出二氧化碳的质量M1；
⑤根据化学反应方程式：SiO2+CaCO3＝CaSiO3+CO2,计算出二氧化硅的质量M2，并根据二氧化硅的密度计算出二氧化硅的重量，从而得到二氧化硅占粉尘的百分比Y，从而判断出粉尘是否属于矽尘以及该矽尘的危害程度；
⑥通过T时间内测量的流量值Q1得到气体体积V2与测得的粉尘重量G1进行计算得到矽尘的浓度C，并将N个采样装置收集的粉尘均按上述步骤进行得到N个C值，计算求出N个C值的平均值C1,从而得到作业场所中矽尘的浓度值。
2.如权利要求1所述的一种作业场所中矽尘浓度检测方法，其特征在于，检测时间在作业场所施工后的两个小时后开始，并再每一小时后均对矽尘的浓度值进行检测，直到作业场所停止施工工作。
3.如权利要求1所述的一种作业场所中矽尘浓度检测方法，其特征在于，所述采样管内部嵌设有柔性毛梳，所述柔性毛梳包括毛梳骨和若干个梳毛，所述毛梳骨与所述采样管等长，若干个梳毛等间隔分布在毛梳骨上。
4.如权利要求3所述的一种作业场所中矽尘浓度检测方法，其特征在于，所述采样管以及毛梳骨均能实现塑性变形。
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