CN206974730U - 硅橡胶薄膜无泵型个体采样器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种硅橡胶薄膜无泵型个体采样器，主要解决现有技术中采样浓度范围较窄、空气中苯系物浓度与吸附剂上吸附的苯系物质量没有稳定的数学函数关系、采样测量效果不好的问题。本实用新型通过采用一种硅橡胶薄膜无泵型苯系物个体采样器，为微章式结构，包括底盒、与底盒相配合的盒盖、自底盒至盒盖依次放置的炭饼、固定架、硅橡胶薄膜、套圈，套圈是中空的，与底盒相配合，采样器整体是密封的，盒盖有解吸口，解吸口上有可拔起的密封塞的技术方案较好地解决了上述问题，可用于苯系物、氯代物采样中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种硅橡胶薄膜无泵型个体采样器。
背景技术
苯系物是苯及甲苯、乙苯、苯乙烯、二甲苯等芳烃化合物的统称，其中以苯为代表，苯被世界卫生组织下属的国际癌症研究中心认定为致癌物，接触苯可罹患白血病，苯是苯系物中急性毒性最强的毒物。
在我国，许多行业、工厂企业，如石油化工行业、油漆行业，需要了解全体工人接触苯、苯系物在一个班工时(8小时)的时间加权平均浓度(TWA或TWAC)，也需要了解工人短期接触苯系物毒物的浓度，必须要做个体采样、监测工作，获得的数据对了解剂量-反应、剂量效应关系，了解工人接触毒物的情况，掌握第一手资料，制定更好的防护措施，进一步进行卫生毒理学研究、安全环保研究具有重要的科学价值。
CN2831081Y公开了一种无泵型个体采样器，没有膜，对于是否能在采样器中解析未做说明，一般认为是不能在采样器中解析，采用碳垫做吸附剂。综述文献(《被动式采样器在气体分析中的应用研究进展》叙述了被动式采样器的研究进展，但未提及专利情况。
活性炭是一种优良的吸附剂，呈微小颗粒状(一般检测用60～80目的)，采样之前压制成炭饼放进采样器，但很容易碎、损失，影响采样测定结果。
采样器如果没有膜，直接暴露的吸附剂——活性炭饼很快被苯系物所饱和，限制了采样浓度范围；空气中苯系物浓度与活性炭吸附剂上吸附的苯系物质量的数学函数关系不稳定，影响监测结果的准确度；容易受风的影响，受粉尘污染。空气中的水分、杂质等被活性炭饼吸收，影响了活性炭对苯系物的吸收。上述种种因素影响了无泵型个体采样器的采样浓度范围、采样时间、采样测量效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中采样浓度范围较窄、采样测量效果不好的问题，提供一种新的硅橡胶薄膜无泵型个体采样器。该采样器具有采样浓度范围宽、采样测量效果好的优点。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种硅橡胶薄膜无泵型个体采样器，为微章式结构，包括底盒、与底盒相配合的盒盖、自底盒至盒盖依次放置的炭饼、固定架、硅橡胶薄膜、套圈，套圈是中空的，与底盒相配合，采样器整体是密封的，盒盖有解吸口，解吸口上有可拔起的密封塞。
上述技术方案中，优选地，硅橡胶薄膜厚度为0.1～0.5mm。
上述技术方案中，优选地，底盒底部设有夹子。
本专利中，硅橡胶薄膜为分子膜，确保空气中苯系物浓度与吸附剂活性炭饼上的苯系物质量呈稳定的数学函数关系，从而确保采样监测结果的准确度与精密度符合卫生毒理学要求。固定架、套圈与采样器壳体材质相同。采样现场使用采样器时，将采样器置于密封的容器中。底盒、盒盖、固定架和套圈的材料是工程塑料。炭饼的制备方法为：活性炭与高岭土按10：1～3：1的重量比例，加入体积含量为10～40％的水，混均、粘合，在70～150℃条件下烘干制成炭饼。炭饼重量为1～2克，对苯系物的饱和度小于70％。解吸口用于注射解吸剂，解吸剂为二硫化碳。
本实用新型涉及的采样器采用稳定可靠的分子膜，保证苯系物以分子水平渗透、扩散，膜内外苯系物浓度呈现严格的数学函数关系，以保证采样后测定结果的准确性。能防止风、粉尘、杂质、水分对吸附剂的不良影响，解决活性炭饼易碎等问题，已经运用于职业人群接触苯系物情况的调查研究中，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1：本实用新型硅橡胶薄膜无泵型苯系物个体采样器的结构示意图；
图2：本实用新型硅橡胶薄膜无泵型苯系物个体采样器实施例1固定架结构示意图；
图3：本实用新型硅橡胶薄膜无泵型苯系物个体采样器实施例1套圈俯视图；
图4：本实用新型硅橡胶薄膜无泵型苯系物个体采样器实施例1采样器俯视图。
图1-图4中，1.底盒；2.吸附剂；3.固定架；4.薄膜；5.套圈；6.盒盖；7.解吸口；8.夹子9.密封塞。
下面通过实施例对本实用新型作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
一种硅橡胶薄膜无泵型苯系物个体采样器，如图1-图4所示，为微章式结构，包括底盒、与底盒相配合的盒盖、自底盒至盒盖依次放置的炭饼、固定架、硅橡胶薄膜、套圈，套圈是中空的，与底盒相配合，采样器整体是密封的，盒盖有解吸口，解吸口上有可拔起的密封塞。
1、采样器采样面的扩散渗透膜，采用上海橡胶研究所生产的硅橡胶薄膜，厚度0.1mm，化学稳定性好，结构厚度均匀，保持稳定的扩散渗透效果。膜内外苯系物浓度呈现严格的数学函数关系，保证了采样后测定结果的准确性。在该采样器中，选取硅橡胶薄膜最为关键。选定膜后，须在实验室严格的模拟试验条件下进行实验测试，计算参数k。
2、采样器壳体采用工程塑料，弹性、机械强度好，不受化学溶剂影响，可在较苛刻的化学环境中长期、反复使用。密封效果良好，可用于短期保存样品。可当解析容器用，方便解析测定。
3、活性炭与高岭土按10：1的比例范围，加入体积含量为40％的水，混均、粘合，在70℃条件下烘干。制成炭饼。炭饼重量1克，对苯系物的饱和度小于70％。干燥器内保存待用。
使用方法：
现场采样时，根据采样目的确定佩戴、放置方式：做个体采样时，微章式硅橡胶薄膜无泵型苯系物个体采样器可佩戴于胸前；做定点采样时，采样器置于或悬挂于固定地点。
采样结束，采样器盖上密封盖。低温、短期保存，尽快检测。
解析：一般采用二硫化碳做解吸剂。经盖上小“人孔”加入解吸剂，2分钟后即可测试。
炭饼上苯系物量m的计算方法：
根据费克定律推导出：W＝DS(C1－C0)/L
其中：W—质量传递速度，单位kg/s；
D—分子扩散系数，单位m2/s；
S—扩散层的面积，单位m2；
L—扩散层的长度，单位m；
C1—空气中物质浓度，单位kg/m3；
C0—吸附介质表面处的物质浓度，单位kg/m3。
C0远远低于吸附剂饱和浓度，全部被吸收，因此，C0＝0，扩散速度W乘以采样时间t，即为吸附剂炭饼上吸附的物质总量m。即：
m＝DSC1t/L＝kC1t
k是用染毒柜实验测试中确定的，测定方法如下：
在2m3的染毒柜中，模拟现场可能的环境，选取现场可能的浓度，将标准的苯系物注入染毒柜中小平皿上，苯系物很快在风扇吹动下挥发，定时取样测定染毒柜内苯系物蒸气浓度C1。将硅橡胶薄膜无泵型苯系物个体采样器置入染毒柜中，8小时后取出。配制多个苯系物蒸气浓度，在染毒柜内进行多浓度、多次实验。
每种物质k均不相同，膜种类规格不同k也不同。k是事先确定，为已知，记录现场采样时间t，小时，测定m，就可计算C1。如果t为8，即为TWA(mg/m3)；如果t为一个短期时间，C1即为t时间段内的平均浓度。
某油漆厂，个体采样器定点悬挂8小时，车间空气中苯浓度35mg/m3。15名工人8小时接触苯的时间加权平均浓度为28mg/m3。
车间空气测量的准确度为1.8％，样本测量的精密度为0.85％。
【实施例2】
按照实施例1所述的条件和步骤，硅橡胶薄膜厚度为0.5mm，活性炭与高岭土按3：1的比例范围制成的炭饼，加入体积含量为70％的水，混均、粘合，在150℃条件下烘干。制成“炭饼”，也称炭饼。炭饼重量2克，对苯系物的饱和度小于70％。干燥器内保存待用。
某鞋油厂鞋油灌装车间，采用个体采样器定点测定灌装机旁空气中苯浓度，工人操作岗位位于灌装机旁，测定结果，灌装机旁空气中苯浓度为95mg/m3。
车间空气测量的准确度为1.4％，样本测量的精密度为0.54％。
【实施例3】
按照实施例1所述的条件和步骤，硅橡胶薄膜厚度为0.25mm，活性炭与高岭土按7：1的比例范围制成的炭饼，加入体积含量为60％的水，混均、粘合，在110℃条件下烘干。制成“炭饼”，也称炭饼。炭饼重量1.5克，对苯系物的饱和度小于70％。干燥器内保存待用。
某化工厂，个体采样器定点悬挂8小时，车间空气中苯浓度27mg/m3mg/m3。12名工人8小时接触苯的时间加权平均浓度为19mg/m3。
车间空气测量的准确度为0.9％，样本测量的精密度为0.4％。
【实施例4】
按照实施例1所述的条件和步骤，硅橡胶薄膜厚度为0.25mm，活性炭与高岭土按7：1的比例范围制成的炭饼，加入体积含量为50％的水，混均、粘合，在110℃条件下烘干。制成“炭饼”，也称炭饼。炭饼重量1.5克，对苯系物的饱和度小于70％。干燥器内保存待用。
某石油化工厂，个体采样器定点悬挂8小时，装置现场空气中苯浓度5.4mg/m3mg/m3。6名工人8小时接触苯的时间加权平均浓度为1.2mg/m3。
车间空气测量的准确度为1.5％，样本测量的精密度为0.6％。
【比较例1】
与实施例1相同的油漆厂，在相同时间、相同采样点，放置本实用新型的采样器与对比采样器。
对比采样器采用滤纸覆盖炭饼。滤纸为市场上购得的专用采样滤纸；炭饼为市场上购得的60～80目活性炭。对比采样器采用的采样器壳体与本实用新型采用的个体采样器壳体相同。采用手提式气相色谱仪现场测量作为参照标准浓度。
当地测量时平均风速4m/s，气温23℃。
对比测量结果：
本实用新型采样器的车间空气测量的准确度为1.8％。
对比采样器测量的准确度为32％。
【比较例2】
与实施例2相同的工厂，在相同时间、相同采样点，放置本实用新型的采样器与对比采样器。
对比采样器采用滤纸覆盖炭饼。滤纸为市场上购得的专用采样滤纸；炭饼为市场上购得的60～80目活性炭。对比采样器采用的采样器壳体与本实用新型采用的个体采样器壳体相同。采用手提式气相色谱仪现场测量作为参照标准浓度。
车间空气测量的准确度为1.4％。
对比采样器测量的准确度为26％。
Claims (3)
1.一种硅橡胶薄膜无泵型个体采样器，其特征在于，为微章式结构，包括底盒、与底盒相配合的盒盖、自底盒至盒盖依次放置的炭饼、固定架、硅橡胶薄膜、套圈，套圈是中空的，与底盒相配合，采样器整体是密封的，盒盖有解吸口，解吸口上有可拔起的密封塞。
2.根据权利要求1所述硅橡胶薄膜无泵型个体采样器，其特征在于硅橡胶薄膜厚度为0.1～0.5mm。
3.根据权利要求1所述硅橡胶薄膜无泵型个体采样器，其特征在于底盒底部设有夹子。
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|---|---|---|---|
| CN201720988411.5U CN206974730U (zh) | 2017-08-09 | 2017-08-09 | 硅橡胶薄膜无泵型个体采样器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109387399A (zh) * | 2017-08-09 | 2019-02-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 硅橡胶薄膜无泵型个体采样器及用途 |
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