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基于空气动力学法的呼吸性粉尘采样器采样效能评价

刘佳琪 张国城 吴丹 田莹 沈上圯 潘一廷 丑佳

刘佳琪,张国城,吴丹,等. 基于空气动力学法的呼吸性粉尘采样器采样效能评价[J]. 计量科学与技术,2024, 68(1): 18-23 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0311
引用本文: 刘佳琪,张国城,吴丹,等. 基于空气动力学法的呼吸性粉尘采样器采样效能评价[J]. 计量科学与技术,2024, 68(1): 18-23 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0311
LIU Jiaqi, ZHANG Guocheng, WU Dan, TIAN Ying, SHEN Shangyi, PAN Yiting, CHOU Jia. Evaluation of Sampling Efficiency in Respirable Dust Samplers Based on the Aerodynamic Method[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(1): 18-23. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0311
Citation: LIU Jiaqi, ZHANG Guocheng, WU Dan, TIAN Ying, SHEN Shangyi, PAN Yiting, CHOU Jia. Evaluation of Sampling Efficiency in Respirable Dust Samplers Based on the Aerodynamic Method[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(1): 18-23. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0311

基于空气动力学法的呼吸性粉尘采样器采样效能评价

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0311
基金项目: 国家市场监督管理总局科技计划项目(2021MK003、2023MK001);中央引导地方科技发展资金项目(科技成果转移转化项目)(226Z3901G)。
详细信息
    作者简介:

    刘佳琪(1990-),北京市计量检测科学研究院高级工程师,研究方向:颗粒物相关环境监测仪器的计量,邮箱:liujq@bjjl.cn

    通讯作者:

    张国城(1980-),北京市计量检测科学研究院正高级工程师,研究方向:环境监测仪器的计量检测,邮箱:zhanggc@bjjl.cn

  • 中图分类号: TB99

Evaluation of Sampling Efficiency in Respirable Dust Samplers Based on the Aerodynamic Method

  • 摘要: 呼吸性粉尘是指空气动力学当量直径在7.1 μm以下,可随着呼吸进入人肺部的粉尘,这类粉尘对人身体健康有害,是尘肺病的来源之一,需要严格监测其浓度。呼吸性粉尘采样器是煤炭行业常用的呼吸性粉尘浓度测量仪前端的重要零部件,其采样效能是指粉尘透过采样器前级分离装置的能力,是评价呼吸性粉尘采样器的重要指标之一。基于呼吸性粉尘采样器原理,提出了一种基于空气动力学法的采样头采样效能检测方法,并搭建了检测装置,对几种型号的进口和国产产品进行检测。与现行检测标准相比,该方法步骤简单,可直接溯源到空气动力学粒径谱仪的粒径和浓度,检测周期短,时间至少缩短98%,且重复性好,不受繁琐的采样、洗脱、溶液荧光定值等步骤的影响,大大降低了检测成本。检测结果表明,6个型号的采样头只有1个符合要求,急需提高产品质量。
  • 图  1  冲击式采样器示意图

    Figure  1.  Schematic of an impact sampler

    图  2  亚利桑那超细粉尘的粒径分布谱图

    Figure  2.  Particle size distribution spectrum of ultrafine Arizona dust

    图  3  进口呼吸性粉尘采样器及BMRC曲线

    Figure  3.  Imported respirable dust sampler and BMRC (British Medical Research Council) efficiency curves

    图  4  进口呼吸性粉尘采样器的采样效能曲线

    Figure  4.  Efficiency curves of imported respirable dust samplers

    图  5  评价的2款国产呼吸性粉尘采样器的采样效能曲线

    Figure  5.  Efficiency curves of two evaluated domestic respirable dust samplers

    表  1  进口呼吸性粉尘采样器评价结果

    Table  1.   Performance evaluation of imported respirable dust samplers

    粒径/μm ≥7.1 5.9 5 3.9 2.2 结论
    标准要求 采样效能/% 0.0 30.0 50.0 70.0 90.0 /
    允许误差/% ±5.0 ±5.0 ±5.0 ±5.0 ±5.0
    进口型号1 采样效能/% 4.9 15.3 29.3 67.1 89.8 2个点不合格
    误差/% 4.9 −14.7 −20.7 −2.9 −0.2
    进口型号2 采样效能/% 1.8 15.9 41.2 68.8 88.9 2个点不合格
    误差/% 1.8 −14.1 −8.8 −1.2 −1.1
    进口型号3 采样效能/% 4.6 12.3 27.3 41.2 61.6 4个点不合格
    误差/% 4.6 −17.7 −22.7 −28.8 −28.4
    进口型号4 采样效能/% 1.1 28.8 53.7 74.5 85.1 合格
    误差/% 1.1 −1.2 3.7 4.5 −4.9
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    表  2  国产呼吸性粉尘采样器评价结果

    Table  2.   Performance evaluation of domestic respirable dust samplers

    粒径/μm ≥7.1 5.9 5 3.9 2.2 结论
    标准要求 采样效能/% 0.0 30.0 50.0 70.0 90.0 /
    允许误差/% ±5.0 ±5.0 ±5.0 ±5.0 ±5.0
    国产型号1 采样效能/% 10.8 24.2 47.9 77.3 98.2 4个点不合格
    误差/% 10.8 −5.8 −2.1 7.3 8.2
    国产型号2 采样效能/% 53.3 63.8 80.9 94.6 99.8 5个点不合格
    误差/% 53.3 33.8 40.9 24.6 9.8
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-24
  • 录用日期:  2023-11-28
  • 修回日期:  2023-12-04
  • 网络出版日期:  2023-12-08
  • 刊出日期:  2024-01-18

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