綜合大氣采樣器是一種專門用于收集和分析大氣中污染物和化學(xué)物質(zhì)的設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、衛(wèi)生防疫、勞動(dòng)保護(hù)、科研等領(lǐng)域,是評(píng)估空氣質(zhì)量、了解污染物分布和濃度的重要工具。是通過(guò)進(jìn)氣口將周圍環(huán)境中的大氣引入系統(tǒng),利用內(nèi)部的抽氣泵產(chǎn)生負(fù)壓,使一定體積的空氣恒速經(jīng)過(guò)已知質(zhì)量的濾膜或吸收瓶??諝庵械膽腋☆w粒物被阻留在濾膜上,而氣態(tài)污染物則被吸收瓶中的化學(xué)試劑吸收。采樣器內(nèi)置流量計(jì)、時(shí)控電路等組件,可以精確控制采樣流量和時(shí)間,確保采集到的樣品具有代表性。
綜合大氣采樣器的組成部分:
一、采樣動(dòng)力系統(tǒng)
采樣泵
功能:提供穩(wěn)定的氣流動(dòng)力,將大氣樣品通過(guò)進(jìn)氣口吸入采樣器,并輸送至后續(xù)處理單元。
類型:通常采用無(wú)油隔膜泵或旋片泵,具有耐腐蝕、低噪音、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。
關(guān)鍵參數(shù):流量范圍(如0.1-3 L/min)、流量穩(wěn)定性(誤差≤±5%)、耐壓能力等。
流量控制模塊
功能:精確調(diào)節(jié)并穩(wěn)定采樣流量,確保不同污染物按標(biāo)準(zhǔn)方法采集。
組成:包括流量傳感器(如熱式質(zhì)量流量計(jì))、流量調(diào)節(jié)閥、流量顯示與控制單元。
校準(zhǔn):需定期校準(zhǔn)流量傳感器,以保證采樣體積的準(zhǔn)確性。
二、樣品采集與處理系統(tǒng)
進(jìn)氣口與切割器
進(jìn)氣口:位于采樣器前端,用于引入大氣樣品,通常配備防雨罩和防蟲(chóng)網(wǎng)。
切割器:
顆粒物切割器:如PM2.5/PM10切割器,通過(guò)慣性分離原理將不同粒徑的顆粒物分離(如PM2.5切割器可去除粒徑>2.5μm的顆粒)。
氣態(tài)污染物切割器:如濾膜+吸附管組合,用于同時(shí)采集氣態(tài)和顆粒態(tài)污染物。
樣品收集裝置
顆粒物收集:
濾膜:常用玻璃纖維濾膜(用于TSP/PM10)或石英濾膜(用于有機(jī)碳/元素碳分析)。
濾膜夾:固定濾膜并確保氣密性,防止樣品泄漏。
氣態(tài)污染物收集:
吸收液:如多孔玻板吸收管(用于SO?、NOx等水溶性氣體)。
固體吸附管:如Tenax管(用于VOCs采樣),內(nèi)裝活性炭或硅膠等吸附劑。
干燥與除濕模塊
功能:去除樣品中的水分,防止水汽干擾氣態(tài)污染物分析或損壞儀器。
組成:
干燥管:內(nèi)裝硅膠、分子篩等干燥劑,通過(guò)物理吸附去除水分。
冷阱:低溫冷凝水汽(適用于高濕度環(huán)境)。
維護(hù):定期檢查干燥劑顏色變化(如硅膠由藍(lán)變紅需更換),冷阱需定期除霜。
三、控制系統(tǒng)與用戶界面
主控單元
功能:協(xié)調(diào)各模塊運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)采樣流程自動(dòng)化控制(如定時(shí)采樣、流量調(diào)節(jié)、故障報(bào)警)。
組成:微處理器(MCU)、存儲(chǔ)器(記錄采樣數(shù)據(jù))、時(shí)鐘模塊等。
操作面板與顯示屏
功能:提供人機(jī)交互界面,顯示實(shí)時(shí)流量、采樣時(shí)間、電池電量等信息,并支持參數(shù)設(shè)置(如采樣體積、間隔時(shí)間)。
類型:液晶顯示屏(LCD)或觸摸屏,部分型號(hào)支持無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸(如藍(lán)牙、Wi-Fi)。
電源管理模塊
功能:為采樣器提供穩(wěn)定電力,支持交流電(AC)或直流電(DC)供電,并配備電池(如鋰電池)用于野外移動(dòng)采樣。
關(guān)鍵參數(shù):電池容量(如12V/2000mAh)、充電時(shí)間、續(xù)航時(shí)間(通常≥8小時(shí))。
四、輔助功能模塊
溫度與壓力傳感器
功能:監(jiān)測(cè)采樣環(huán)境的溫度、大氣壓,用于修正采樣體積(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積計(jì)算需考慮溫壓補(bǔ)償)。
精度要求:溫度誤差≤±0.5℃,壓力誤差≤±1 kPa。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸模塊
功能:存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)(如流量、時(shí)間、溫壓參數(shù)),并支持導(dǎo)出至計(jì)算機(jī)或云端平臺(tái)。
接口類型:USB、RS232、SD卡插槽或無(wú)線模塊(如4G/LoRa)。
防倒吸與保護(hù)裝置
防倒吸閥:防止吸收液倒流至采樣泵或氣路,保護(hù)儀器免受腐蝕。
過(guò)載保護(hù):當(dāng)流量異?;螂姵仉妷哼^(guò)低時(shí)自動(dòng)停機(jī),避免設(shè)備損壞。
五、結(jié)構(gòu)與外殼設(shè)計(jì)
外殼材質(zhì):通常采用高強(qiáng)度工程塑料或鋁合金,具備防塵、防水(如IP65等級(jí))、抗沖擊性能。
便攜式設(shè)計(jì):配備提手或背帶,便于野外攜帶;部分型號(hào)集成三腳架接口,支持固定點(diǎn)連續(xù)采樣。
散熱系統(tǒng):通過(guò)散熱孔或風(fēng)扇設(shè)計(jì),防止長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致內(nèi)部過(guò)熱。