CN209470939U - 一种颗粒物与气态污染物采样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种颗粒物与气态空气污染物采样装置，包括污染物分离单元、流量控制单元，所述污染物分离单元包括进气口、多个颗粒物分离捕集组、滤膜、出气口、气体采样瓶以及抽气泵，所述进气口与出气口之间形成风道；多个所述颗粒物分离捕集组在风道内的气流方向上依次排布，并且捕集的颗粒物的粒径递减；所述出气口上方设置有所述滤膜，下方设置有所述气体采样瓶，所述气体采样瓶内设置有采样试剂；所述流量控制单元用于控制风道内的气体流量。本实用新型的颗粒物与气态空气污染物采样装置，能够实现对PM10、PM5、PM2.5多粒径的颗粒物进行同时采样，还能够对颗粒物与气体污染物进行同时采样。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于PM10、PM5、PM2.5的多粒径颗粒物与气体污染物收集的新型采样装置，主要用于空气中不同粒径颗粒物分级与多种类型气体污染物收集采样，属于环境监测领域。
背景技术
现有的气体和颗粒物采样器通常情况下一次性采集一种样品，但是空气检测需要测试多种污染物，比如TSP、PM10、PM5、PM2.5等颗粒物；还包括挥发性有害气体、氮氧化物、硫氧化物、碳氧化物和有机物等气体污染物。当采集两个或者两个以上样品时，需要用多个采样器才可完成，存在采样仪器的采购费用和人工取样费用较高，采样效率较低，采样周期较长。
《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中所提到的，空气颗粒物根据空气动力学直径Dp的大小分为以下几类：总悬浮颗粒物TPS、可吸入颗粒物PM10、细颗粒物PM2.5，其空气动力学直径分别小于或等于100μm、10μm、2.5μm。其中，还对二氧化碳、二氧化硫和臭氧等气体污染物进行了标准要求。
空气颗粒物与气态污染物影响着人体的健康。空气颗粒物在人体肺部沉积，颗粒物粒径越小，其沉积部位越深；其次，部分吸附病毒、细菌、真菌等其它微生物的细颗粒物与气体污染物在肺泡沉积和并穿透肺泡进入血液循环，进而引起各种疾病，例如引起气道炎性、哮喘等呼吸系统疾病，甚至有致癌、致毒作用以及产生基因突变。基于以上情况，相关研究与检测应注重对颗粒物分级采样和气体收集采样。
目前用于对颗粒物进行分离的采样器大都是按照撞击式原理、虚拟撞击式原理、旋风式采样原理，可按照不同标准进行分类，例如按照流量大小，可分为大、中、小流量采样器，按照采样通路数量，可分为单通路、双通路和多通路等。本实用新型专利的颗粒物粒径分离与气体采样装置中所采用的颗粒物切割器为撞击式颗粒物切割器。目前，市场上已有PM10、PM5、PM2.5颗粒物切割器和气体污染物的采样器研究和产品。一方面颗粒物切割器存在结构设计不合理，流场分布不均匀，捕集效率有待提高，还存在费用高，验证困难等问题；另一方面，大部分的采样器通常只能单独对颗粒物或气体污染物进行采样收集，难以做到多种污染物同时收集采样的功能。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于提供一种能够解决现有技术中的不足的颗粒物与气态空气污染物采样装置，可以解决采集多个样品时需要使用多个采集器，采购成本高的问题，还可以实现颗粒物与气体污染物同时采样。
本实用新型的一种颗粒物与气态污染物采样装置，包括污染物分离单元、流量控制单元，所述污染物分离单元包括进气口、多个颗粒物分离捕集组、滤膜、出气口、气体采样瓶以及抽气泵，所述进气口与出气口之间形成风道；多个所述颗粒物分离捕集组在风道内的气流方向上依次排布，并且捕集的颗粒物的粒径递减；所述出气口上方设置有所述滤膜，下方设置有所述气体采样瓶，所述气体采样瓶内设置有采样试剂；所述流量控制单元用于控制风道内的气体流量。
采用上述技术方案所产生的有益效果为，能够对不同粒径的颗粒物进行分离捕集检测，所有的采样操作都可以在一套装置中完成，还可以同时进行颗粒物污染物和气体污染物的采样操作。
所述颗粒物分离捕集组包括PM10颗粒物分离捕集组、PM5颗粒物分离捕集组、PM2.5颗粒物分离捕集组，所述颗粒物分离捕集组包括切割器与捕集板，所述切割器与所述捕集板之间设置有密封构件，能够将PM10、PM5、PM2.5颗粒物分离出来分别采集，密封构件能够对空气进行密封，使空气顺着风道流通，便于采集颗粒物。
所述出气口设置有出气管，所述出气管插入到所述采样试剂液面下方，用于对特定的气体污染物进行采集。
在所述气体采样瓶与所述抽气泵之间设置有通气管道，所述通气管道内还设置有缓冲管，在所述通气管道内并位于所述缓冲罐和抽气泵之间还设置有液体防溢物，液体防溢物可以为棉花也可以为海绵，用于吸收空气中带有的液体水分，防止水分进入抽气泵。
所述通气管道上设置有第一流量调节阀以及流量传感器，出气口位置还设置有压力传感器、第二流量调节阀，用于对空气流量进行调节。
所述流量控制单元包括控制器以及与所述控制器连接的所述压力传感器、第一流量调节阀、第二流量调节阀，还包括与所述控制器连接环境温度传感器和大气压力传感器，能够获取气体流量，并与预设流量进行对比，能够控制流量调节阀和抽气泵对气体流量进行调控。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
根据图1所示，本实用新型的一种实施方式为：一种颗粒物与气态污染物采样装置，包括污染物分离单元、流量控制单元，所述污染物分离单元包括进气口1、多个颗粒物分离捕集组、滤膜21、出气口、气体采样瓶7以及抽气泵15，所述进气口1与出气口之间形成风道；多个所述颗粒物分离捕集组在风道内的气流方向上依次排布，并且捕集的颗粒物的粒径递减；所述出气口上方设置有所述滤膜21，下方设置有所述气体采样瓶7，所述气体采样瓶7内设置有采样试剂；所述流量控制单元用于控制风道内的气体流量。
采用上述技术方案所产生的有益效果为，能够对不同粒径的颗粒物进行分离捕集检测，所有的采样操作都可以在一套装置中完成，还可以同时进行颗粒物污染物和气体污染物的采样操作。
所述颗粒物分离捕集组包括PM10颗粒物分离捕集组、PM5颗粒物分离捕集组、PM2.5颗粒物分离捕集组，所述颗粒物分离捕集组包括切割器与捕集板，所述切割器与所述捕集板之间设置有密封构件23，能够将PM10、PM5、PM2.5颗粒物分离出来分别采集，密封构件23能够对空气进行密封，使空气顺着风道流通，便于采集颗粒物。
所述出气口设置有出气管，所述出气管插入到所述采样试剂液面下方，用于对特定的气体污染物进行采集。
所述出气口与所述气体采集瓶连接处设置有活塞22，所述活塞22与所述出气口之间通过螺纹连接，能够将气体采集瓶与所述出气口连接。
在所述气体采样瓶7与所述抽气泵15之间设置有通气管道，所述通气管道内还设置有缓冲管8，在所述通气管道内并位于所述缓冲管8和抽气泵15之间还设置有液体防溢物20，液体防溢物20可以为棉花也可以为海绵，用于吸收空气中带有的液体水分，防止液体水分进入抽气泵15。
所述通气管道上设置有第一流量调节阀16以及流量传感器19，出气口位置还设置有压力传感器6、第二流量调节阀18，用于对空气流量进行调节。
所述流量控制单元包括控制器9以及与所述控制器9连接的所述压力传感器6、第一流量调节阀16、第二流量调节阀18，还包括与所述控制器连接环境温度传感器11和大气压力传感器10，能够获取气体流量，并与预设流量值进行对比，从而能够控制流量调节阀和抽气泵对气体流量进行调控。
所述控制器9上设置有USB连接孔14，所述USB连接孔还连接有键盘13以及显示器12，用于对气体流量采集进行监控与调节。
在进行实际操作时，所述抽气泵15转动，空气从进气口1进入，穿过过滤网17，将空气中的一些大的杂质滤除。
然后所述空气穿过PM10切割器2，粒径大于10μm的颗粒物被切割掉，粒径等于10μm的颗粒物沉积在PM10捕集板3上，粒径小于10μm的颗粒物将穿过PM10捕集板3继续进行切割，粒径大于2.5μm的颗粒物将被切割掉，沉积在PM10捕集板1与PM2.5切割器4之间，等于2.5μm的颗粒物将沉积在PM2.5捕集板5上，粒径小于2.5μm的颗粒物将穿过PM2.5捕集板5。
当空气穿过滤膜21时，小于2.5μm的颗粒物会被滤膜21采集到，使进入到气体采样瓶7的空气中只剩下气体，当气体顺着出气管进入到采样试剂中，所要测量的气体污染物将被采样试剂吸收，其余气体将会顺着通气管道进入到抽气泵内，随着抽气泵的转动而排出。
控制器9能够根据压力传感器6、流量传感器19、环境温度传感器11、大气压传感器10传输的数据进行与设定的采样流量值进行比对分析，并通过控制第一流量调节阀16与第二流量调节阀18的开度大小与抽气泵15的转速快慢，从而控制气体流量，使气体流量值与预定的采样流量值相等。
当气体流量偏小时，控制器9调整第一流量调节阀16与第二流量调节阀18增大或者增加抽气泵的转速，使气体流量值与采样流量值相同；当气体流量偏大时，控制器9调整流量调节阀16与第二流量调节阀18减小流量，使气体流量值与采样流量值相同，实现恒定流量采样。
在气体流通过程中，缓冲管8能够使空气中带的水分脱离，液体防溢物20能够防止水分进入抽气泵防止抽气泵烧毁，液体防溢物20可以是棉花，也可以是海绵。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：包括污染物分离单元、流量控制单元，所述污染物分离单元包括进气口、多个颗粒物分离捕集组、滤膜、出气口、气体采样瓶以及抽气泵，所述进气口与出气口之间形成风道；多个所述颗粒物分离捕集组在风道内的气流方向上依次排布，并且捕集的颗粒物的粒径递减；所述出气口上方设置有所述滤膜，下方设置有所述气体采样瓶，所述气体采样瓶内设置有采样试剂；所述流量控制单元用于控制风道内的气体流量。
2.根据权利要求1所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：所述颗粒物分离捕集组包括PM10颗粒物分离捕集组、PM5颗粒物分离捕集组、PM2.5颗粒物分离捕集组。
3.根据权利要求1所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：所述颗粒物分离捕集组包括切割器与捕集板。
4.根据权利要求1所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：所述出气口设置有出气管，所述出气管插入到所述采样试剂液面下方。
5.根据权利要求1所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：在所述气体采样瓶与所述抽气泵之间设置有通气管道，所述通气管道内还设置有缓冲管。
6.根据权利要求5所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：在所述通气管道内位于所述缓冲管和抽气泵之间还设置有液体防溢物。
7.根据权利要求5所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：所述通气管道上设置有第一流量调节阀以及流量传感器。
8.根据权利要求7所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：所述出气口位置还设置有压力传感器、第二流量调节阀。
9.根据权利要求8所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：所述流量控制单元包括控制器，所述控制器连接于所述压力传感器、第一流量调节阀、第二流量调节阀以及流量传感器。
10.根据权利要求9所述的颗粒物与气态空气污染物采样装置，其特征在于：所述流量控制单元还包括与所述控制器连接的环境温度传感器和大气压力传感器。
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| CN109297772A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-01 | 天津城建大学 | 一种颗粒物与气态污染物采样装置 |
| CN111397977A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-10 | 西安热工研究院有限公司 | 固定污染源废气中硒及硒化合物采样及测试的系统及方法 |
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