本發(fā)明涉及一種用于空氣中苯、甲苯采集的無泵型采樣器，具體為一個柱形的無泵型采樣器。

背景技術(shù)：

當前，我國職業(yè)病防治領(lǐng)域面臨著嚴峻的形勢，職業(yè)病高發(fā)，危害嚴重的現(xiàn)狀影響著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的穩(wěn)定。為了有效的預防職業(yè)病的發(fā)生，保障職業(yè)病危害主體勞動者的身體健康，系統(tǒng)的職業(yè)危害因素檢測與評價工作必不可少。在我國，職業(yè)衛(wèi)生領(lǐng)域主要以時間加權(quán)平均容許濃度、短時間接觸容許濃度、最高容許濃度來判定工作場所中有害因素對勞動者身體健康的影響，其中前者需要一個較長的采樣時間，后兩者需要采樣的時間較短。目前主流采樣方法有：1、直接采樣法；2、有泵型采樣法；3、無泵型采樣法。直接采樣法對樣品的形態(tài)及保存有較高要求，故使用范圍較窄；有泵型采樣法使用廣泛，結(jié)果精準，針對短時間定點采樣可得到滿意結(jié)果，但采樣時需要攜帶空氣采樣泵，對采樣泵流量、電量、防爆性能等也有一定的要求；無泵型采樣法是近年來一種新興的方法，無泵型采樣器的設(shè)計普遍小巧輕便，佩戴時不會對勞動者工作造成影響，尤其適合于長時間個體采樣，在推算時間加權(quán)平均容許濃度上有獨特的優(yōu)勢。無泵型采樣器的普及對職業(yè)衛(wèi)生檢測水平有著顯著地推動作用，但也有著許多制約因素，尤其是需要對擴散系數(shù)，采樣效率等方面做進一步研究論證，從而得到可靠地結(jié)果。

CN103398878A公開了一種被動式空氣采樣器，在主吸附劑盒上罩設(shè)了吸附罩，吸附罩本體內(nèi)的通孔層、多孔護罩以及吸附罩本體的下部內(nèi)壁圍成了凈化腔，通孔層、密封蓋以及上部內(nèi)壁圍成了容置附加吸附劑的容置腔。所述采樣器具有較高的準確度。

CN205398634U公開了一種微孔濾膜空氣采樣器，包括上箱體和下箱體，二者之間通過法蘭盤連接，并且在二者的法蘭盤之間設(shè)有密封墊；所述上箱體頂部設(shè)有第一過濾結(jié)構(gòu)；所述下箱體的頂端設(shè)有第二過濾結(jié)構(gòu)；在下箱體的抽氣口上連接有真空泵；所述上箱體以及所述下箱體內(nèi)部均設(shè)有用于實時監(jiān)控本空氣采樣器內(nèi)部狀態(tài)的傳感組件。所述空氣采樣器可利用備用電源模塊供電，體積小、重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，使用穩(wěn)定可靠。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種雙面通透的無泵型采樣器，具有較好的采樣效率及廣泛的適用性，本發(fā)明選擇特定的尺寸和結(jié)構(gòu)，能夠保證測試結(jié)果的準確性和可重復性。

本發(fā)明公開了一種新型的無泵型采樣器，主要包括鋁蓋、聚四氟乙烯外殼、聚四氟疏水濾膜、聚氨酯泡沫、圓形纖維狀活性炭片,衣領(lǐng)夾，具體為：兩只炭片置于聚四氟乙烯塑料管兩端，中間以聚氨酯泡沫隔開固定，管口兩端用聚四氟疏水濾膜覆蓋，用鋁蓋固定卡緊。這種結(jié)構(gòu)可以增加炭片與空氣的接觸面積，使本發(fā)明的無泵型采樣器具有較高的采樣速率。

所述采樣器的形狀為圓柱型。

所述的無泵型采樣器，其特征在于所述采樣器雙面通透。

每個無泵型采樣器使用2-4片活性炭片，優(yōu)選使用2片。每個無泵型采樣器使用1-3塊聚氨酯泡沫固定，優(yōu)選每個無泵型采樣器使用1塊聚氨酯泡沫固定。

所述聚四氟乙烯管外殼的規(guī)格為：長度2cm，外徑13mm，內(nèi)徑11mm。

所述纖維狀圓形活性炭片的直徑為11mm，質(zhì)量13mg，炭片之間間距為16mm，中間以聚氨酯泡沫固定，保證其在外殼中不松動。以聚氨酯泡沫固定炭片，聚氨酯泡沫長度16mm，直徑11mm。所述鋁蓋直徑13mm，中空，通透部分直徑為9mm。所述聚四氟疏水濾膜孔徑0.45μm，直徑13mm。

所述纖維狀圓形活性炭片用前密閉保存，置于120℃烘箱中高溫處理2小時，活化后備用，組裝和加工過程須保證纖維狀炭片的清潔和完整。

所述鋁蓋直徑13mm，中空，通透部分直徑為11mm。

附圖說明

圖1為本發(fā)明雙面無泵型采樣器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中長度單位為毫米；

圖2為本發(fā)明雙面無泵型采樣器對苯采樣量及時間的線性關(guān)系；

圖3為本發(fā)明雙面無泵型采樣器對甲苯采樣量及時間的線性關(guān)系；

圖4為溫度對本發(fā)明雙面無泵型采樣器采集苯、甲苯采樣速率的影響；

圖5為濕度對本發(fā)明雙面無泵型采樣器采集苯、甲苯采樣速率的影響；

圖6為風速對本發(fā)明雙面無泵型采樣器采集苯、甲苯采樣速率的影響。

具體實施方式

將按照規(guī)定尺寸加工好的鋁蓋、聚四氟乙烯外殼、聚四氟疏水濾膜、纖維狀圓形活性炭片(2片)等部件依次組合得到采樣器。

采用本發(fā)明所述的采樣器進行采樣實驗，并對采樣器得到的采樣結(jié)果進行可靠性分析。

實驗環(huán)境的模擬

環(huán)境模擬采用動態(tài)配氣裝置，控制配氣室內(nèi)達到穩(wěn)定的環(huán)境(溫度、濕度、風速、氣壓保持恒定)。每個本發(fā)明的無泵型采樣器對應一個有泵采樣器，兩兩一組進行采集，泵流速約為100mL/min(計算時以采樣前后校準流量均值為準)。收集30、60、120、240min得到的結(jié)果，進行比對。

樣品的解吸

將兩種采樣方式得到的樣品分別進行解吸：a)有泵型采樣法：將樣品管中的活性炭取出置于1.5mL樣品瓶中，加入1mL二硫化碳溶劑解吸30min，備用；b)本發(fā)明的無泵型采樣裝置：取出裝置中的炭片置于5mL樣品瓶中，加入2mL二硫化碳溶劑解吸30min，取800μL二硫化碳置于1.5mL樣品瓶中，加入200μL上述解吸液，混勻后備用。

樣品的分析條件

使用島津GC-2010(FID)氣相色譜儀對樣品進行分析。

檢測條件：色譜柱：HP-5：30m×320μm×0.25μm；進樣口溫度：200℃；分流比：20:1；柱溫：40℃保持3min，以25℃/min的速率升溫到140℃，共7min；柱流速：2mL/min；檢測器(FID)溫度：250℃

檢測結(jié)果及分析

采樣速率的測定

在溫度25℃，濕度40％條件下，對兩種有機物進行采樣的采樣結(jié)果如表1所示：

表1溫度25℃，濕度40％條件下，無泵型采樣器對苯、甲苯的采樣速率

采樣速率隨時間的變化關(guān)系

將實驗組和對照組置于配氣柜中分別采樣30、60、120、240min，采樣泵采樣速率100mL/min，以對照組濃度計算結(jié)果為依據(jù)，計算無泵型采樣器的采樣速率，所得結(jié)果如表2所示：

表2無泵型采樣器對苯、甲苯的采樣速率與采樣時間的關(guān)系(mL/min)

根據(jù)GB/T 18470-2001《無泵型采樣(檢測)器技術(shù)規(guī)范》中采樣流量計算公式可知，若無泵型采樣器采樣速率穩(wěn)定，則采樣量與采樣時間呈良好的線性關(guān)系。如圖1可知，研制的無泵型采樣器性能穩(wěn)定，滿足技術(shù)規(guī)范中的要求。

溫度、濕度及風速對無泵型采樣器采樣效率的影響

我們通過調(diào)節(jié)配氣倉的設(shè)定參數(shù)，改變倉內(nèi)的物理環(huán)境來模擬不同環(huán)境的工作場所，研究物理因素對無泵型采樣器采樣速率的影響。

設(shè)定環(huán)境相對濕度為40％，不啟動風扇，實際相對濕度為38-41％，風速0.03m/s。設(shè)置配氣倉溫度分別為20℃、30℃、40℃，待穩(wěn)定2h后開始采樣，采樣時長120min，得到不同溫度下無泵型采樣器對苯、甲苯的采樣速率。同樣的，通過控制其他變量可以得到濕度、風速對無泵型采樣器采樣速率影響，所得結(jié)果如表3所示：

表3不同溫度下無泵型采樣器對苯、甲苯的采樣速率(mL/min)

表4不同濕度下無泵型采樣器對苯、甲苯的采樣速率(mL/min)

表5不同風速下無泵型采樣器對苯、甲苯的采樣速率(mL/min)

通過以上實驗數(shù)據(jù)可以看出，在吸附劑未達到最大吸附容量之前，采樣器的采樣流量恒定，不隨時間而變化，采樣量隨時間線性增加。采樣流量的大小主要與吸附劑性質(zhì)，吸附劑與空氣的接觸面積及有害物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，即在無泵型采樣器設(shè)計定型之后，針對某種有害物的采樣流量是一定的。

本發(fā)明所述雙面的無泵型采樣器雙向通透，采樣效率，吸附通量，采樣穩(wěn)定性等指標都能達到預期的效果，針對大多數(shù)環(huán)境中的有害氣體都可以很好的監(jiān)測，在職業(yè)衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測等眾多領(lǐng)域都有著十分巨大的應用潛力。本發(fā)明采樣流量穩(wěn)定，對比現(xiàn)有的采樣器有一定的提高，在不同環(huán)境下采樣性能更加穩(wěn)定，是非常實用的新型采樣器。