CN216926259U - 一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管 - Google Patents

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彭召升
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Beijing Physical And Chemical Testing Technology Co ltd
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Abstract

本实用新型提供一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管，包括：吸附管本体、第一端帽、第二端帽以及内衬管，所述第一端帽和第二端帽分别设置在所述吸附管本体的两端并和所述吸附管本体可拆卸连接，所述第一端帽远离所述吸附管本体的一端设置为密封态，所述第二端帽远离所述吸附管本体的一端开设有通孔，所述内衬管设置在所述第二端帽的通孔内并通过内衬管将外部环境与所述吸附管本体内部连通，所述吸附管本体内部填充有吸附剂。本实用新型通过减小扩散面积进而降低被动采样速率，从而能够有效减少“饥饿效应”导致的吸附结果偏低，实现长期连续监测的目的。

Description

一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管
技术领域
本实用新型属于污染物采样的技术领域，具体涉及一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)是O3和二次有机气溶胶的重要前体物，且对人类健康、动物和植物具有潜在的威胁。近年来，对VOCs的监测，特别是在大气环境中的监测，越来越受到广泛的关注。由于大气环境的复杂性和多样性，对空气中的VOCs进行采样必须慎重，以保证样品的代表性。
现有技术中，VOCs的采样方案主要分为主动采样与被动采样两种。主动采样是较为常用的环境污染物检测方式，是我国国家标准规定的VOCs采样标准测试方法。而主动采样需要电力支撑，不适合长时间采样，难以给出有效的暴露信息。相对于主动采样器来说，被动采样器基于分子自由扩散采集空气样品，不需要采样泵和电力，可持续工作几小时甚至几天，获取污染物的时间加权平均浓度，越来越受到环境监测领域的关注。
然而，现在常规用于VOCs监测的被动轴向管式采样器(EPA Method 325方法推荐)，为了最大限度地减少污染物滞留不良的风险，通常使用14天，不适合长期连续监测应用。与此同时，吸附速率过大导致的“饥饿效应”会降低吸附剂对目标污染物的吸附。
低吸附速率、长采样时间的被动采样能够更加准确的代表一段时间内的加权平均浓度，可更好的表征受体在环境中的暴露浓度；因此，提供一种低吸附速率、长采样时间且能够用于环境空气中VOCs监测的被动采样用吸附管尤为重要。
实用新型内容
针对现有技术中用于环境空气中VOCs监测的被动轴向管式采样器存在的不足，本实用新型旨在提供一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管，由于被动采样速率与扩散(渗透)面积成正比，与扩散(渗透)距离成反比，因此本实用新型通过减小扩散面积进而降低被动采样速率，从而能够有效减少“饥饿效应”导致的吸附结果偏低，实现长期连续监测的目的；本实用新型的环境空气中VOCs被动采样用吸附管具有结构简单、操作方便、可实现低吸附速率和长时间连续采样的优点。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管，采用如下的技术方案：
一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管，包括：吸附管本体、第一端帽、第二端帽以及内衬管，所述第一端帽和第二端帽分别设置在所述吸附管本体的两端并和所述吸附管本体可拆卸连接，所述第一端帽远离所述吸附管本体的一端设置为密封态，所述第二端帽远离所述吸附管本体的一端开设有通孔，所述内衬管设置在所述第二端帽的通孔内并通过内衬管将外部环境与所述吸附管本体内部连通，所述吸附管本体内部填充有吸附剂。
本实用新型中，通过将第一端帽远离吸附管本体的一端设置为密封态，以及将内衬管设置在第二端帽的通孔内，能够保证外部环境空气从内衬管进入从而被吸附，同时能够阻止进入吸附管本体内的环境空气从第一端帽流出；通过吸附管本体内填充的吸附剂能够吸附环境空气中的VOCs气体，从而实现环境空气中VOCs气体的被动采集；相比于现有技术中直接将第二端帽从吸附管本体上拆卸下来，使得环境空气直接从吸附管本体的开放端口处进入，本实用新型中的吸附管结构进一步设置内衬管，使得环境空气能够从内衬管进入，减小了扩散面积，进而降低了被动采样速率，从而能够有效减少“饥饿效应”导致的吸附结果偏低。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述吸附管本体的外径为6.35mm，内径为4.85mm，长度为89mm，所述吸附管本体的材质为不锈钢或玻璃。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述吸附剂的粒径为20-80目(比如40目、60目、80目)，质量为0.1-0.3g(比如0.15g、0.2g、0.25g)。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述吸附剂为Tenax TA、Carbopack B、Carbopack C、Carbopack X或Tenax GR。
本实用新型中，Tenax TA是指2,6二苯呋喃多孔聚合物树脂；CarbopackB、Carbopack C和Carbopack X是指三种石墨化炭黑吸附剂；Tenax GR是含有一定量石墨化炭黑的Tenax TA，两者不是简单的混合在一起，而是由石墨化碳黑和Tenax聚合物共沉淀而得。这些吸附剂均为市售产品。
本实用新型中的吸附管本体能够与热脱附仪兼容，即能够直接安装在热脱附仪的相应位置进行清洗老化或者气体热脱附。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述第一端帽靠近所述吸附管本体的一端设置为空腔，所述吸附管本体插入到所述第一端帽的空腔内。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述第一端帽的材质为黄铜。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述第一端帽的空腔部分的内壁上设置有内螺纹，所述吸附管本体上与所述第一端帽的内螺纹相配合的部位设置有外螺纹，所述第一端帽和所述吸附管本体螺纹连接。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述第二端帽上设置的通孔与所述内衬管相适配，所述内衬管的外径小于吸附管本体的内径。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述内衬管的内径为1.0mm-3.5mm，外径为1.5mm-4.0mm。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述内衬管的材质为聚四氟乙烯，所述第二端帽的材质为黄铜。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述内衬管远离所述吸附管本体的一端伸出第二端帽。
在上述环境空气中VOCs被动采样用吸附管中，作为一种优选实施方式，所述第二端帽与吸附管本体螺纹连接或卡接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本实用新型的吸附管结构简单，操作方便，适合对偏远及无人值守地区环境空气中VOCs气体进行监测。
(2)相对于常规的被动轴向管式采样器可以进行长期采样，采样周期可达1-6个月。
(3)相对于常规的被动轴向管式采样器可以有效减少“饥饿效应”导致的吸附结果偏低。
附图说明
图1为本实用新型环境空气中VOCs被动采样用吸附管的结构示意图；
附图标号：1、吸附管本体；2、第一端帽；3、第二端帽；4、内衬管。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的示例性实施例进行进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举，并且在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1，本实用新型公开了一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管，包括：吸附管本体1、第一端帽2、第二端帽3以及内衬管4；吸附管本体1的内部填充有吸附剂，第一端帽2和第二端帽3分别安装在吸附管本体1的两端，第一端帽2远离吸附管本体1的一端设置为密封态用于阻止进入吸附管本体1内部的环境空气从吸附管本体1流出，第二端帽3远离吸附管本体1的一端开设有通孔，内衬管4安装在第二端帽3的通孔内并通过内衬管4与吸附管本体1内部实现连通，环境空气能够从内衬管4流入并扩散到吸附管本体1内。
具体地，吸附管本体1的外径为6.35mm，内径为4.85mm，长度为89mm，材质为不锈钢或者玻璃；吸附剂的粒径为20-80目，质量为0.1-0.3g，吸附剂为Tenax TA、Carbotrap B、CarbopackC、Carbopack X或Tenax GR。
具体地，第一端帽2靠近吸附管本体1的一端设置为空腔，吸附管本体1的一端插入到第一端帽2的空腔内(即吸附管本体1与第一端帽2为卡接配合)或第一端帽2靠近吸附管本体1的一端的空腔内壁上设置有内螺纹，吸附管本体1与第一端帽2相配合的设置有外螺纹，第一端帽2和吸附管本体1螺纹连接；第一端帽2的材质为黄铜。
具体地，第二端帽3靠近吸附管本体1的一端设置为空腔，吸附管本体1插入到第二端帽3的空腔内(即吸附管本体1与第二端帽3卡接配合)或第二端帽3靠近吸附管本体1的一端空腔内壁上设置有内螺纹，吸附管本体1相应设置有外螺纹，第二端帽3和吸附管本体1螺纹连接。第二端帽3的材质为黄铜。
具体地，第二端帽3上设置的通孔与内衬管4相适配(为过盈配合或间隙配合)，内衬管4的外径小于吸附管本体1的内径；内衬管4的内径为1.0mm-3.5mm，外径为1.5mm-4.0mm，内衬管4的材质为聚四氟乙烯；内衬管4远离吸附管本体1的一端可伸出第二端帽3或内衬管4远离吸附管本体1的一端与第二端帽3的通孔齐平，不伸出第二端帽3外。
为进一步了解实用新型内容，结合实施例对实用新型作详细描述。
实施例1
一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管，包括：吸附管本体1，吸附管本体1的外径为6.35mm，内径为4.85mm，长为89mm，吸附管本体1为不锈钢，吸附管本体1内填充有0.2g颗粒状Carbopack X吸附剂(Supelco，美国)，粒径为40-60目。
吸附管本体1的一端安装有黄铜第一端帽2，采样时用于密封吸附管本体1。第一端帽2靠近吸附管本体1的一端设置为空腔，吸附管本体1的一端插入到第一端帽2的空腔内。
吸附管本体1的另一端安装有黄铜第二端帽3，第二端帽3上开设有通孔，通孔内对应插入相应口径的内衬管4，内衬管4为聚四氟乙烯材质，通孔的直径为2.0mm，内衬管的4的内径为1.5mm，外径为2.0mm。内衬管4远离吸附管本体1的一端不伸出第二端帽3外。
第二端帽3靠近吸附管本体1的一端设置为空腔，吸附管本体1的一端插入到第二端帽3的空腔内。
吸附管本体1内部的全横截面积(18.5mm2)可用于扩散吸收，内衬管4的插入减小了扩散吸收的横截面积，VOCs被动吸附速率相比于现有技术中的VOCs被动吸附速率低10倍左右。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，包括：吸附管本体、第一端帽、第二端帽以及内衬管，所述第一端帽和第二端帽分别设置在所述吸附管本体的两端并和所述吸附管本体可拆卸连接，所述第一端帽远离所述吸附管本体的一端设置为密封态，所述第二端帽远离所述吸附管本体的一端开设有通孔，所述内衬管设置在所述第二端帽的通孔内并通过内衬管将外部环境与所述吸附管本体内部连通，所述吸附管本体内部填充有吸附剂。
2.根据权利要求1所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述吸附管本体的外径为6.35mm，内径为4.85mm，长度为89mm，所述吸附管本体的材质为不锈钢或玻璃。
3.根据权利要求1或2所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述吸附剂的粒径为20-80目，质量为0.1-0.3g，所述吸附剂为Tenax TA、Carbopack B、CarbopackC、Carbopack X或Tenax GR。
4.根据权利要求1所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述第一端帽靠近所述吸附管本体的一端设置为空腔，所述吸附管本体插入到所述第一端帽的空腔内。
5.根据权利要求4所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述第一端帽的材质为黄铜。
6.根据权利要求4或5所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述第一端帽的空腔部分的内壁上设置有内螺纹，所述吸附管本体上与所述第一端帽的内螺纹相配合的部位设置有外螺纹，所述第一端帽和所述吸附管本体螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述第二端帽上设置的通孔与所述内衬管相适配；所述内衬管的外径小于吸附管本体的内径。
8.根据权利要求7所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述内衬管的内径为1.0mm-3.5mm，外径为1.5mm-4.0mm。
9.根据权利要求1所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述内衬管的材质为聚四氟乙烯，所述第二端帽的材质为黄铜。
10.根据权利要求1所述的环境空气中VOCs被动采样用吸附管，其特征在于，所述第二端帽与吸附管本体螺纹连接或卡接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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