一种PM2.5单级大气采样切割器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种PM2.5单级大气采样切割器，所述PM2.5单级大气采样切割器大致为圆柱形；所述PM2.5单级大气采样切割器包括切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态有机污染物收集层及出气层，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态POPs收集层及出气层依次密封串接；所述冲击咀层包括冲击咀及冲击咀板，所述冲击咀等距排列并垂直插入所述冲击咀板形成环状圈，所述冲击咀内部设有倒圆锥形通孔；所述冲击板层设有冲击板，所述冲击板为环形凹槽。本实用新型专利技术，突破了以往空气采样器均为中小流量的特点，300L/min的流量设计标准可以满足POPs采样需求，使得切割器的切割粒径更加精确，目标颗粒物在惯性冲击力切割下达到精确分层的目标。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环境大气采集与监测领域，尤其涉及一种PM2.5单级大气采样切割器。 
技术介绍
大气环境对人们的生活及健康有着至关重要的影响，因此对于大气环境中的颗粒物的监控也尤为重要。一段时期以来，PM10可吸入颗粒物一直是大气环境的监测的重点，而PM2.5细颗粒物主要被采集用于科学研究，因此目前常规使用的细颗粒物采样器都是小流量的。但是随着科研的深入，人们对细颗粒物的理化特性有了进一步的了解以后，发现这些空气动力学直径小于2.5μm的颗粒物对人体呼吸系统的影响更大。由于悬浮在空气中的细颗粒物往往吸附着一些对人们身体健康产生影响的物质如细菌、病毒、有害化学物质等，而且体积小，自然沉降的速度慢，通过呼吸直接被吸入并沉积于肺泡中的几率很大。研究表明，根据对美国东部6个城市长达8年的研究，这些城市的每日死亡率与空气中的小于10μm（PM10）和小于2.5μm（PM2.5）的气溶胶粒子溶度密切相关，尤其是与PM2.5的细粒子相关度最高，如PM2.5粒子的平均溶度在两天内仅仅增加10μg/m3，就将导致死亡率增加1.5%；对于心血管病人和心脏病人，死亡率增加更快，分别为3.3%和2.1%。在我国广州、武汉、兰州、重庆等城市的细颗粒物进行调查和监测结果也证实，对人体健康影响最大的是空气中细小颗粒物污染。因此，研发大流量的细颗粒物采样器是开展大气颗粒物监测的迫切要求。 大气颗粒物的分级采集技术中最主要采用的是冲击切割技术，即利用惯性冲击原理对颗粒物进行分级采样，同时采集PM2.5以及气态POPs，就需要采用多功能采样器。由于我国对气溶胶颗粒的研究起步比较晚，国内环保部门使用的气溶胶颗粒的采样设备大都靠国外的引进，国内设计和生产气溶胶采集设备的能力较弱，尚无较强的竞争能力。在国际上较常用的MOUDIMMI、Andersen八级冲击采样器、Sioutas Cascade Impactor (SKC)，其流量仅为9L/min-90L/min，而且体积较小，远远不能满足颗粒态POPs分析所要求的样品量。此外，这些采样器也都不能同时采集气态POPs。而在大气POPs研究中较为常用的大流量采样器，如Tisch Environmental、Thermo Scientific和Digitel等，虽然能够同时采集颗粒态和气态污染物，但是其采集的颗粒物也基本为总悬浮颗粒物（TSP），实现不了颗粒物的分级采集。 
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，提供一种PM2.5单级大气采样切割器。可同时地有效采集空气中的PM2.5气溶胶和环境空气中农药、多氯联苯和多环芳香烃等物质，实现颗粒物的分级采集。 为了解决上述技术问题，本技术提供了一种PM2.5单级大气采样切割器，所述PM2.5单级大气采样切割器为圆柱形，直径为390~410㎜；所述PM2.5单级大气采样切割器包括切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态有机污染物收集层及出气层，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态POPs收集层及出气层依次密封串接；所述冲击咀层包括冲击咀及冲击咀板，所述冲击咀等距排列并垂直插入所述冲击咀板形成环状圈，所述冲击咀数量为6~8个，所述冲击咀内部设有倒圆锥形通孔，所述通孔顶部内径为8~10㎜，底部内径为5~6㎜，高为72~73㎜；所述冲击板层设有冲击板，所述冲击板为环形凹槽，所述凹槽高为58~60㎜，外径为348~352㎜，内径为218~222㎜；所述冲击咀底部与所述冲击板底部的距离为2~3㎜。 作为上述方案的改进，所述切割口盖层为球面结构。 作为上述方案的改进，所述颗粒物收集层内设有石英滤膜及用于支撑所述滤膜的滤筛网。 作为上述方案的改进，所述气态POPs收集层内设有用于收集气态POPs的吸附体；所述吸附体设有三层，由上至下分别为聚氨酯泡沫、吸附树脂、聚氨酯泡沫。 作为上述方案的改进，所述冲击咀板上设有第一环形凹槽及第二环形凹槽，所述第一环形凹槽、第二环形凹槽及冲击咀板同轴，所述第一环形凹槽直径为348~352㎜，宽为7~9㎜，所述第二环形凹槽直径为198~202㎜，宽为30~31㎜；所述冲击咀形成的环状圈与所述冲击咀板同轴，直径为278~283㎜；距离所述冲击咀板中心40~50㎜处设有三个用于连接所述切割口盖层和冲击板层的连接口，所述连接口成等边三角形分布，直径为5~7㎜。 作为上述方案的改进，所述冲击咀包括连接部件及冲击部件；所述连接部件为圆柱形，高为11~13㎜，外径为16~20㎜；所述冲击部件的上部为高20~23㎜，外径15~16㎜的圆柱体，下部呈倒圆锥形，所述圆锥形底部外径为6~8 ㎜；所述连接部件与所述冲击部件的连接处设有一4~5㎜的倒角。 作为上述方案的改进，所述冲击板层还设有支架，所述支架包括三个位于同一水平高度的卡口及用于支撑所述冲击板的水平垫板；所述卡口设于所述冲击板内壁并通过螺母与所述水平垫板固定连接；所述水平垫板为空心圆柱体，外径为330~348㎜，内径为222~250㎜。 作为上述方案的改进，所述出气层底部设有与采样器连接的连接孔。 作为上述方案的改进，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态POPs收集层及出气层之间分别通过箱扣密封串接。 实施本技术的有益效果在于：突破了以往空气采样器均为中小流量的特点，300L/min中的流量设计标准可以满足POPs采样需求。气体沿所述切口盖层回旋进入所述大气采样切割器，并通过所述冲击咀层的冲击咀，形成稳定均匀的气流。气流自所述冲击咀流出，冲向所述冲击板层的冲击板上，由于不同粒径段的颗粒物质量不同，粒径不同，各种颗粒物的冲击速度与冲击距离各异，粒径小的颗粒物冲击速度高，而粒径大的颗粒物冲击速度低，因此颗粒物撞击在冲击板底部时，粒径小的颗粒物经反弹后离开冲击板，而粒径大的颗粒物则滞留在冲击板内。此时粒径小的颗粒物继续保持与气流的流向一致穿过所述冲击板层。随后气流进入所述颗粒物收集层，粒径小的颗粒物会截留在所述滤膜上，实现颗粒物的分级采集。气流离开所述颗粒物收集层后进入气态POPs收集层，气流中的气态POPs经所述气态POPs收集层的吸附物吸附后实现了气态污染物的有效分离。最后，气流沿所述出气层流出，完成分离过程，使得切割粒径更加精确，空气中的目标颗粒物在惯性冲击力切割下达到精确的分层。 附图说明图1是本技术一种PM2.5单级大气采样切割器的结构示意图； 图2是本技术一种PM2.5单级大气采样切割器中冲击咀层2的俯视图；图3是本技术一种PM2.5单级大气采样切割器中冲击咀层2的冲击咀21的结构示意图；图4是经本技术一种PM2.5单级大气采样切割器采样切割后其捕集的平均效率测试数据的图表。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。 如图1所示，所述PM2.5单级大气采样切割器大致为圆柱形，直径为390~410㎜。所述PM2.5单级大气采样切割器包括切割口盖层本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＰＭ２．５单级大气采样切割器，其特征在于，所述ＰＭ２．５单级大气采样切割器为圆柱形，直径为３９０～４１０㎜；所述ＰＭ２．５单级大气采样切割器包括切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态有机污染物收集层及出气层，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态ＰＯＰｓ收集层及出气层依次密封串接；所述冲击咀层包括冲击咀及冲击咀板，所述冲击咀等距排列并垂直插入所述冲击咀板形成环状圈，所述冲击咀数量为６～８个，所述冲击咀内部设有倒圆锥形通孔，所述通孔顶部内径为８～１０㎜，底部内径为５～６㎜，高为７２～７３㎜；所述冲击板层设有冲击板，所述冲击板为环形凹槽，所述凹槽高为５８～６０㎜，外径为３４８～３５２㎜，内径为２１８～２２２㎜；所述冲击咀底部与所述冲击板底部的距离为２～３㎜。

【技术特征摘要】
1.一种PM2.5单级大气采样切割器，其特征在于，所述PM2.5单级大气采样切割器为圆柱形，直径为390~410㎜；
所述PM2.5单级大气采样切割器包括切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态有机污染物收集层及出气层，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、颗粒物收集层、气态POPs收集层及出气层依次密封串接；
所述冲击咀层包括冲击咀及冲击咀板，所述冲击咀等距排列并垂直插入所述冲击咀板形成环状圈，所述冲击咀数量为6~8个，所述冲击咀内部设有倒圆锥形通孔，所述通孔顶部内径为8~10㎜，底部内径为5~6㎜，高为72~73㎜；
所述冲击板层设有冲击板，所述冲击板为环形凹槽，所述凹槽高为58~60㎜，外径为348~352㎜，内径为218~222㎜；
所述冲击咀底部与所述冲击板底部的距离为2~3㎜。
2.如权利要求1所述的PM2.5单级大气采样切割器，其特征在于，所述切割口盖层为球面结构。
3.如权利要求1所述的PM2.5单级大气采样切割器，其特征在于，所述颗粒物收集层内设有石英滤膜及用于支撑所述滤膜的滤筛网。
4.如权利要求1所述的PM2.5单级大气采样切割器，其特征在于，所述气态POPs收集层内设有用于收集气态POPs的吸附体；
所述吸附体设有三层，由上至下分别为聚氨酯泡沫、吸附树脂、聚氨酯泡沫。
5.如权利要求1所述的PM2.5单级大气采样切割器，其特征在于，所述冲击咀板上设有第一环形凹槽及第二环形凹槽，所述第一环形凹槽、第二环形凹槽及冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，张干，邹世春，
申请(专利权)人：李军，张干，邹世春，
类型：实用新型
国别省市：81