[实用新型]空气颗粒采样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境评价领域，具体涉及一种空气颗粒采样装置。

背景技术

空气中可吸入颗粒物(PM10)是空气动力学直径小于10μm的颗粒。其中，PM2.5(空气动力学直径≤2.5)颗粒物可以通过呼吸道进入肺部并沉积在肺泡上，有的可以直接进入血液，是严重危害人体健康的污染物。美国和欧盟一些国家早已将PM2.5纳入环评标准并进行强制性限制，大部分国家还对PM10进行监测。目前，国际上对于空气监测的采集装置多采用撞击式采样器，因其操作简单、价格低廉得到了广泛的使用。撞击式采样装置的基本原理是根据颗粒的大小不同，通过颗粒高速运动时的离心力或惯性力作用，将大小颗粒分开，并分别被捕集板和微孔滤膜截留，颗粒大的沉积在捕集板上，颗粒小的通过微孔滤膜捕集。但是，这种根据离心力或惯性力原理设计制作的采样器，其主要缺点是：颗粒分离不精确，测试结果不准确。这是由于颗粒离心力或惯性力原理主要是通过颗粒质量进行分离，而颗粒的质量不仅取决于颗粒大小，还取决于颗粒的密度，因此，在采样时当速度快、密度小、粒径大的颗粒大于捕集板的表面附着力时，大颗粒就会被捕集板弹回到气流中去并被后端的微孔滤膜截留，造成PM2.5数值偏大；另一方面，速度快、密度大、粒径小的颗粒也可能被捕集板截留，从而导致PM2.5数值偏小，颗粒分离不精确，严重影响样品测试结果的准确性。

另一种常用的空气采集器为利用多级滤膜的采集装置，这种采集装置常利用不同粒径的滤膜从而实现对不同粒径的空气颗粒进行采集的目的。但是，由于空气中悬浮的颗粒较多，特别是空气动力学直径约100μm的悬浮颗粒，很容易导致多级滤膜采集装置的第一层滤膜堵塞，因此，这种采集装置很难长时间进行空气采集。因此，目前十分有必要寻找一种可以对空气中的颗粒物质进行分级采集(特别是PM10和PM2.5颗粒)且可以长期使用的空气颗粒采集装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供了一种空气颗粒采样装置，该空气颗粒采样装置可以对空气中的颗粒物质进行分级采集(特别是PM10和PM2.5颗粒)，并且可以进行长期采集。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种空气颗粒采样装置，该空气颗粒采样装置包括圆柱筒、圆锥筒、上椎体和下筒体，所述圆柱筒的下端与所述圆锥筒的大端连接，所述上椎体的大端与所述下筒体的上端连接，且所述圆锥筒的小端通过紧固件与所述上椎体的小端连接；所述圆柱筒的内腔中设置有内筒，所述内筒的下端与所述圆柱筒的内腔连通；所述内筒内设置有导流管，所述导流管的上部与所述内筒的内腔连通，所述导流管的下端与所述上椎体的小端连通；所述下筒体的内腔中从上至下依次设置有一级滤膜、二级滤膜和三级滤膜。

优选地，所述空气颗粒采样装置还包括位于所述圆柱筒上部的进气口，所述进气口的轴线与所述圆柱筒的轴线相垂直。

优选地，所述空气颗粒采样装置还包括位于所述下筒体下部的出气口，所述出气口与位于所述空气颗粒采样装置的外部的抽气装置连接。

优选地，所述抽气装置连接有气体流量计，所述气体流量计控制气体流速为800-1500mL/min。

优选地，所述圆锥筒的下部设置有颗粒收集器。

优选地，所述导流管的上部设置有通气孔，所述导流管通过所述通气孔与所述内筒的内腔连通。

优选地，所述通气孔的形状为长条形和/或圆孔状，所述通气孔的个数为4-10个。

优选地，所述一级滤膜的孔径为10μm，所述二级滤膜的孔径为2.5μm，所述三级滤膜的孔径为0.1-0.3μm。

优选地，所述下筒体的内侧壁从上至下依次设置有三个分层接头和密封圈，分别用于放置一级滤膜、二级滤膜和三级滤膜。

优选地，所述圆柱筒的下端与所述圆锥筒的大端通过螺纹连接，所述上椎体的大端与所述下筒体的上端通过螺纹连接。

本实用新型利用旋风式颗粒收集原理，在装置的上部设置进气口，且进气口的轴向与圆柱筒的轴向相垂直，在抽真空装置形成的负压环境下，含有悬浮颗粒物的空气被导入圆柱筒内，且进入的空气在圆柱筒的内腔内做向下的螺旋运动，形成旋转气流。在离心力的作用，大颗粒撞击圆柱筒的内壁上，大颗粒与圆柱筒的内壁撞击后失去前进的能量从而落入颗粒收集器中。而颗粒直径较小的颗粒，随着空气气流通过导流管进入下方的上椎体和下筒体，并且在负压的作用下，依次通过三级滤膜，从而实现了空气颗粒的分级收集。同时，由于空气先经过旋风式颗粒收集处理，将空气中悬浮的大颗粒物质有效的去除，所以当处理后的空气通过一级滤膜时，滤膜不易堵塞，可以进行长期空气采样。