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1、粉尘浓度测定仪器本讲稿第一页，共二十九页一、短时间粉尘采样器 短时间粉尘采样器是一类连续工作时间不少于100min的计重粉尘采样器。具有采样流量大，短时间内可采集较多粉尘量的特点。适用于定点粉尘浓度采样。本讲稿第二页，共二十九页（一）工作原理通过抽气泵抽取一定量的含尘空气，经过已称量的滤膜，将粉尘阻留在滤膜上，根据采样后滤膜的粉尘增量，计算出作业场所中的粉尘浓度。本讲稿第三页，共二十九页（二）基本结构一般由以下几部分组成：一般由以下几部分组成：采样头、滤料、流量计、电机、抽气泵、电源、稳流装置、计时器等。1.采样头采样头用于测定总粉尘浓度的采样头，结构简单，内装一张滤膜。测定呼吸性粉尘浓度的采
2、样头，一般由两级组成，第一级为预捕集器，采集非呼吸性粉尘，第二级为滤膜捕集器，采集呼吸性粉尘。本讲稿第四页，共二十九页测定呼吸性粉尘浓度的采样头有水平淘析式、旋风分离式和冲击式三种。对采样头的设计，一般有以下要求：入口直径或入口流速的要求；呼吸性粉尘采样头应符合呼吸性粉尘分离标准曲线A曲线或B曲线；气密性要合格，质量要轻。本讲稿第五页，共二十九页2.测尘滤膜测尘滤膜无论是总粉尘浓度还是呼吸性粉尘浓度测定，都要有一级滤膜阻尘。对滤膜一般有如下要求：（1）阻尘效率应符合规定。（2）阻力要小，可减少抽气泵的负载，省电；（3）厚度均匀、质量要轻，以减少称量误差；（4）.憎水性要强，在湿度较大的场所使用
3、，易于干燥；（5）韧性要好，以防破裂，特别在采样器抽气流量大或环境湿度大时更应符合这一要求；（6）粉尘样品需要作理化分析时，采样所用的滤膜应符合理化分析的要求；本讲稿第六页，共二十九页几种常用的滤膜：过氯乙烯纤维滤膜：阻尘效率达99以上，阻力较小，一般抽气动力即可使用。质量轻，憎水性强，韧性好，易干燥。另外还可被醋酸丁酯等有机溶剂溶解，便于粉尘分散度等分析。本讲稿第七页，共二十九页聚丙烯纤维：近年来，多使用聚丙烯纤维滤膜测尘。微孔滤膜：阻尘效率高，有不同孔径的滤膜适合不同目的的分析。如0.5m滤膜可用于粉尘中微量元素分析；0.8或1.2m的用于石棉纤维计数。玻璃纤维滤膜：阻尘效率高，阻力也大。
4、当作业场所空气温度大于55时，过氯乙烯滤膜已不适用，可改用玻璃纤维滤膜。本讲稿第八页，共二十九页3.流量计流量计目前粉尘采样器上所用的流量计，基本上都是玻璃转子流量计。玻璃转子流量计是由一个锥形玻璃管和转子（浮子）组成。锥形管上粗下细，有的中间还有一根起稳定转子作用的固定杆。转子流量计指示的是瞬时流量，当气流不稳（或有脉动气流）时，指示的是峰值，此时指示流量高于实际流量。流量计转子的形态有球形、T字形等多种。应注意其不同的读数位置，一般应读取转子（浮子）最大横径处所指示的流量值。本讲稿第九页，共二十九页4.抽气泵抽气泵抽气泵是采样器的主要部件。对其性能一般有如下要求：（1）其采样流量平稳无波动
5、，若有脉动气流，应加稳流装置消除。（2）具有一定的负载能力，应不低于200Pa。（3）应使采样头入口流量达到设计要求，采样流量为15-40l/min。（4）使用寿命在设计抽气流量下不低于1000h。本讲稿第十页，共二十九页目前常用的抽气泵主要有以下几种：薄膜泵：泵体多采用铝合金制成，由皮碗、轴杆等组成。其优点是结构简单，易制造，价格便宜，耗电量小；可通过调节轴杆长度改变抽气流量；易于维修等。缺点是有脉动气流，可采用双泵结构或加稳流装置来解决；皮碗（薄膜）易老化，影响使用寿命；有阀漏，降低了抽气效率。本讲稿第十一页，共二十九页刮板泵：泵内有一偏心轴，上有至少个刮板。其优点是抽气效率高，负载能力大
6、，噪声小，气流平稳等，不足之处是制造工艺比较复杂，制造成本较高，耗能大，维修有一定困难等。扇叶泵：优点是流量比较稳。缺点是负载能力差。本讲稿第十二页，共二十九页5.电机与电源电机与电源电机寿命一般为2000-5000h。煤矿用采样器上的电机必须防爆。使用的充电电池一般为镍镉电池组或镍氢电池组。每次使用前后均应充足电。本讲稿第十三页，共二十九页6.稳流装置稳流装置各种抽气泵都会产生不同程度的脉动气流，因此都必须采取措施，消除脉动气流。目前一般在抽气泵前加装一个稳流盒或者将抽气泵与稳流盒设计为一体形式。本讲稿第十四页，共二十九页7.计时器计时器我国生产的短时间粉尘采样器所配的计时器，一般是在采样前
7、设定采样时间，采样器采样时计时器倒计时，当计时器显示为“0”的同时，采样器自动停止采样。本讲稿第十五页，共二十九页常见故障及维护常见故障及维护(1)采样器不工作：检查电源开关；用万用表检查电池电压；若电池电压正常，检查电路连接是否断开；电机是否烧坏。(2)电机工作，但调不到规定的采样流量：检查电池电压是否偏低；流量调节电位器是否出问题；气路是否堵塞或皱折；电机碳刷是否使用时间长而失效。(3)电机工作，但无流量：检查气泵与流量计连接管是否脱落；气泵或阀片是否损坏。(4)计时器不工作：检查连接线是否断开；计时器是否损坏。(5)电池充不上电：检查电池电压，是否过放电；检查充电插头有否输出电压；充电器
8、内部电路是否有问题。(6)若不使用，每隔一或二个月充放电一次，一般按充电放电充电的程序充放电。(7)粉尘采样器应按规定定期进行计量检定。本讲稿第十六页，共二十九页二、个体粉尘采样器 个体粉尘采样器是一类连续工作时间不少于8h的计重粉尘采样器。具有采样流量小、体积小和质量轻的特点。一般适用于个体工班粉尘浓度采样。工作原理、基本结构及组成与短时间大流量采样器大同小异。本讲稿第十七页，共二十九页1.常见个体粉尘采样器的类型（1）旋风式个体粉尘采样器旋风式个体粉尘采样器（2）惯性撞击式）惯性撞击式(冲击式冲击式)个体粉尘采样器个体粉尘采样器（3）向心冲击式个体粉尘采样器向心冲击式个体粉尘采样器本讲稿第
9、十八页，共二十九页2.个体粉尘采样器的使用（1）采样头的准备（2）流量校正（3）采样 采样人员佩戴采样器并将采样头固定在采样人员胸前工作服上，然后打开主机电源开关开始采样，同时计时器从00：00开始累计计时。采样结束，计时器停止计时，并保存累计采样时间。（4）采样结束 采样结束后，将载尘滤膜从采样头中取出，放回原来滤膜袋中，再放入干燥器内干燥。本讲稿第十九页，共二十九页（5）采样器充电与采样头处理 每次采样结束后，要在地面上将采样器充足电。并用酒精棉球对采样头各部件进行擦拭，凉干后组装备用。本讲稿第二十页，共二十九页3.常见故障及处理（1）电机不工作电机不工作检查电源开关是否损坏；用万用表检查
10、电池电压是否过低；若电压正常，应检查电路是否有故障，如连接线有无断开等。本讲稿第二十一页，共二十九页（2）电机工作，但流量达不到规定的采样流量）电机工作，但流量达不到规定的采样流量检查电池电压是否偏低；检查气路连接管是否堵塞或皱折。（3）电机工作，但无流量电机工作，但无流量 检查气泵与流量计连接管是否脱落；检查气泵是否损坏。如薄膜泵泵碗老化开裂或阀片损坏漏气等。缓冲盒破裂漏气。本讲稿第二十二页，共二十九页（4）电池充不上电）电池充不上电 先用万用表检查电池开路有无电压，是否需要更换电池；检查充电器插头有无输出电压；若无输出电压，则应检查充电器内部有无断线。（5）电池过放电）电池过放电 如采样器
11、工作时间过长，造成电池过放电（电压低至2-3V），先要以小电流进行缓充，当电压逐步回升后再以规定电流充电，并按规定放电。如此重复几次直到充足。电池漏液或充电时发热严重，则应停止充电，更换电池。本讲稿第二十三页，共二十九页（6）计时器不工作）计时器不工作检查计时器接线是否断开；检查是否电路故障；若两者都不是，则更换计时器。本讲稿第二十四页，共二十九页三、快速直读测尘仪（一）光电测尘仪 光电测尘仪是利用光吸收原理而设计的。抽气泵抽取一定体积的含尘空气，粉尘被阻留在滤纸上。发光源（白炽灯或红外线灯）产生的光束照射到滤纸上，光束透过滤纸照到硅光电池（或用光敏电阻代替硅光电池），硅光电池接收照度的变化引
12、起硅光电池输出电流强度的变化。在一定范围内，滤纸阻留粉尘的量与硅光电池的输出电流呈线性关系。通过测尘仪内设定的计算程序换算成粉尘浓度而显示出来。本讲稿第二十五页，共二十九页（二）光散射测尘仪光散射测尘仪是由抽气泵抽取含尘空气，测尘仪内激光器发射的激光光束照射到含尘气流，由于粉尘的光学性质不均匀，光束的侧面产生散射光。粉尘浓度越高，产生的散射光强度越大，由此测出粉尘浓度。本讲稿第二十六页，共二十九页（三）射线测尘仪射线测尘仪是利用尘粒可以吸收射线的原理而研制的。测尘仪内的放射源（如14碳）产生的射线通过粉尘粒子时，粉尘粒子吸收射线，测尘仪根据粉尘吸收射线的量与粉尘质量成正比的关系计算并显示粉尘浓度。本讲稿第二十七页，共二十九页（四）其他：如压电晶体测尘仪等以上这些测尘仪可根据需要制成短时间测尘仪或工班测尘仪。本讲稿第二十八页，共二十九页小结：本讲稿第二十九页，共二十九页