空氣采樣泵是一種用于采集空氣樣本的設備,廣泛應用于環境監測、職業衛生、科研檢測等領域。其核心原理是通過動力裝置產生氣流,使外部空氣按照設定的流量和時間進入采樣管路,從而將目標氣體或顆粒物收集到采樣容器(如吸收瓶、濾膜等)中,以便后續分析檢測。以下從 工作原理、關鍵組件、分類及適用場景 三方面詳細說明:
空氣采樣泵的本質是通過 負壓(真空)或正壓驅動氣流,使空氣在采樣系統中定向流動,具體流程如下:
動力源產生驅動力
氣流控制與計量
樣本收集
廢氣排出或循環
組件 | 功能 |
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動力裝置 | 提供氣流驅動力,常見類型包括: - 隔膜泵:低流量、高負壓,適合長時間采樣 - 旋片式真空泵:高負壓、大流量,用于快速采樣 - 電動抽氣泵:便攜型,適合現場檢測 |
流量控制系統 | 包含流量計和調節閥,確保采樣流量恒定,誤差通常控制在 ±5% 以內。 |
采樣接口 | 連接采樣管路與采樣裝置(如吸收瓶、濾膜夾),部分支持多通道同時采樣。 |
計時裝置 | 設定采樣時間,實現定時采樣或累計采樣(如連續采樣 8 小時)。 |
過濾保護 | 內置前置過濾器,防止大顆粒雜質進入泵體,保護核心部件(如葉輪、隔膜)。 |
顯示與記錄 | 實時顯示流量、時間、累計體積等參數,并存儲采樣數據以便追溯。 |
根據動力類型、流量范圍和應用場景,空氣采樣泵可分為以下幾類:
按動力來源分類
電動采樣泵:使用電池或交流電驅動,應用廣泛,如實驗室環境監測、職業場所空氣檢測。
手動采樣泵:通過手捏氣囊或活塞產生負壓,便攜但流量低(如 50-100mL / 次),適合應急采樣或教學演示。
氣動采樣泵:利用壓縮空氣驅動,適用于易燃易爆環境(如化工廠),避免電火花引發危險。
按流量范圍分類
低流量泵:流量 ≤ 1L/min,常用于采集氣態污染物(如用吸收瓶收集揮發性有機物)。
中流量泵:流量 1-30L/min,適用于顆粒物采樣(如濾膜法測定 PM10)。
高流量泵:流量 ≥ 50L/min,用于快速采集大氣樣本或大體積空氣監測(如工業廢氣排放檢測)。
按便攜性分類
負壓能力:決定采樣泵能否克服管路阻力(如長采樣管、濾膜阻力),通常用 最大真空度(如 -80kPa)衡量。
流量穩定性:受電源電壓、環境溫度、管路堵塞等因素影響,優質采樣泵需具備 閉環反饋控制(如電子流量傳感器實時調節電機轉速)。
耐腐蝕性:若采集酸性、堿性氣體(如 SO?、NH?),泵體材料需選用不銹鋼、聚四氟乙烯(PTFE)等耐腐蝕材質。
環境監測:用中流量泵搭配濾膜采集大氣中的 PM2.5,帶回實驗室稱重分析濃度。
職業衛生:便攜式低流量泵連接活性炭管,采集車間空氣中的苯蒸氣,用于職業暴露評估。
科研檢測:高流量泵配合氣相色譜儀,實時在線監測環境中的揮發性有機物(VOCs)。
通過以上原理和設計,空氣采樣泵實現了對空氣樣本的高效、精準采集,為后續的污染物分析和環境質量評估提供了關鍵基礎數據。