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科學專欄
  Science column
采樣切割頭如何選擇?
編輯:賽克瑪瀏覽次數:3925 時間:[16-06-13]

       切割頭是顆粒物采樣器的關鍵部分,根據切割頭的不同,采樣器可劃分為碰撞式、虛擬碰撞式和旋風分離式采樣器。美國聯邦參比方法(FRM)規定PM2.5切割器在收集效率為50%時,顆粒物的空氣動力學直徑d50為(2.5±0.2)μm,切割曲線的幾何標準差δg≤1.2(USEPA,1997a)。

      碰撞式切割頭的工作原理是進入切割頭的氣體(等速和定量)首先按照一定的流速通過一系列加速噴嘴,氣體撞擊在噴嘴下面的撞擊板表面,較大的顆粒物通過慣性撞擊沉降而被收集,小于切割粒徑的小粒子將隨著氣流的流線運動不被收集。碰撞式切割頭可以分為單級碰撞式和多級碰撞式。FRM WINS碰撞式切割頭采用的是直接碰撞式,采樣膜一般48h或72h需更換一次,但因為經常過載,目前逐漸被VSCC(very sharp cyclone)。

      虛擬碰撞式采樣器與碰撞式采樣器相似,主要區別是虛擬碰撞式采樣器的探頭代替了常規碰撞式采樣器中的碰撞板,攜帶粒子的噴射氣流通過噴嘴進入探頭,小部分氣流攜帶粒徑大于切割粒徑的粒子在探頭中反向運動,并攜帶粒徑小于切割粒徑的粒子從探頭頂部離開。

旋風式采樣器中,氣體進口采用葉輪機推動空氣進入,氣體進入垂直于葉輪機的圓柱形管道中做圓周運動,大顆粒在離心力的作用下向管壁移動,并黏附在管道臂上,小顆粒隨空氣進入檢測系統。旋風分離式采樣器的切割直徑由流速、入口和出口大小及圓柱體的大小決定,VSCC切割頭就是典型的旋風式切割頭。