[发明专利]一种个人呼吸性粉尘采样装置

说明书

本发明提供了一种个人呼吸性粉尘采样装置，包括采样盒、滤网、采样滤膜和驱动装置：该采样盒用于为采样部件提供安装空间；该滤网安装在采样盒内，包括用于过滤超出粉尘采样标准的颗粒的粗滤网，和用于对采样标准内的粉尘进行分级过滤的细滤网；该采样滤膜安装在细滤网的排气出口一端，用于吸附过滤后的粉尘并作为粉尘含量的分析样本；该驱动装置包括驱动电机和同时穿过粗滤网和细滤网轴心线的驱动轴，以驱动粗滤网和细滤网同步转动。本发明采用冲击式分离和双层锥面滤网结合技术，对含尘环境进行采样，利用粗滤网将大颗粒粉尘首先分离，再利用细滤网分离符合BMRC采样效能曲线规定的呼吸性粉尘，从而提高了采样精度。

技术领域

本发明涉及个人呼吸性粉尘检测装置，特别是涉及一种能够方便携带、配置于人体工作头盔外侧，并可按需要进行现场呼吸性粉尘采样的粉尘采样装置。

背景技术

采矿作业中，矿工接触两种严重职业危害。一是呼吸性粉尘，它的存在导致生产环境恶化，人体长期吸入矿尘，引起呼吸道和肺部炎症发病率增高，进一步则发展为呼吸道癌瘤和尘肺病；二是放射性氡及其子体，氡所致肺癌属电离辐射的随机性效应，其发生机率与长期吸入氡及其子体的累积剂量相关，氡及其子体的照射是非吸烟者诱发肺癌的首位环境病因。

因此，研究呼吸性粉尘和氡/钍射气对人体的联合作用机制，分析评价其对矿工职业健康影响和关键人群的危害程度，寻求相适应的防控措施，已逐步成为国际和国内引起广泛关注的重要公共卫生问题，有效控制矿山职业危害也已刻不容缓。

从测量方法和仪器设备角度出发，呼吸性粉尘和氡/钍射气产生的物理机制不同，因此两者在测量方法上存在着巨大差异。目前，对于呼吸性粉尘的个人监测设备，主要采用粉尘分离再辅以滤膜减重测量方法，其基本原理是，利用水平淘析分离、旋风分离或撞击分离等三种方式，将呼吸性粉尘按BMRC采样效能曲线分离后，沉积在滤膜上，测量滤膜减重差，而后测定呼吸性粉尘浓度。依据测定结果，评价矿山呼吸性粉尘工作场所环境卫生状况，和劳动者接触水平的主要指标，是时间加权平均容许浓度(PC-TWA)和短时间接触浓度(STEL)，前者用于评价环境卫生状况和劳动者个体的接尘程度，后者反映了呼吸性粉尘对劳动者个体的危害程度。其中：

水平淘析式粉尘分离：依靠呼吸性粉尘的重力沉降作用，利用水平板作为分离器，含尘空气通过分离器时，大颗粒粉尘沉降在水平板上，而较为细小的颗粒(呼吸性粉尘颗粒)通过抽气口，实现呼吸性粉尘分离。由于水平淘析方式需要采用水平板作为分离的主体设备，因此，体积较大，携带不便，一般用作固定点采样，不适宜用作个人粉尘监测设备。另外，水平淘析采样受到朝向和位置的影响较大，呼吸性粉尘沉积后，由于微气流变化，大颗粒粉尘易二次扬起或呼吸性粉尘从滤膜上脱落，造成采样误差。

旋风分离式粉尘分离：旋风分离设备是个人采样中使用最广泛的一种技术。含尘(含液)气流进入旋风分离管后，受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，大颗粒粉尘和液滴在离心力作用下被甩向器壁，沿筒壁下落至旋风管排尘口至设备底部储尘区，而较为细小的颗粒(呼吸性粉尘颗粒)随旋转气流收缩至筒体中心，向上流动形成二次涡流，最后沉积在过滤乙烯滤膜上，气流从设备顶部排出。旋风分离设备的主要缺陷可归为2类，首先，旋风采样虽不受采样朝向和位置的影响，但由于采样滤膜面向下布置，大颗粒粉尘与呼吸性粉尘处于一个采样空间中，采样过程中或采样完毕后，采样头倒置或晃动是不可避免的，大颗粒粉尘在重力作用下，易沉积在滤膜上，同时采样头晃动导致呼吸性粉尘从滤膜上的脱落，形成采样误差，另外，滤膜向下布置也导致其容尘量偏低。其次，旋风分离由于需要叶片产生的强制导流作用，因此，功耗和全套设备重量也较大，均在不同程度上存在携带不便，增加工作人员负荷，不符合人体工效学需要的问题。