Muestreador Microbiano de Impacto de Seis Niveles, Muestreador de Aerosoles de Impacto, Batería de Litio Incorporada

Manual del Muestreador de Distribución de Tamaño de Partículas en Aerosol

El impacto potencial de los aerosoles en la salud humana está recibiendo cada vez más atención, lo que hace más urgente el muestreo y monitoreo de diversos contaminantes del aire. El número de partículas en el aire y su distribución por tamaño son dos indicadores indispensables para evaluar sus peligros. Los muestreadores de distribución de tamaño de partículas de aerosol pueden medir ambos parámetros simultáneamente, y tienen altas tasas de captura, estructuras robustas, rendimiento estable y son convenientes de usar.

1. Propósito

Un muestreador de distribución de tamaño de partículas de aerosol es unMultietapa, utilizado para medir la distribución de tamaño y el nivel de contenido total de diversas partículas sólidas y líquidas en el aire. Puede ser ampliamente utilizado en protección ambiental, higiene ocupacional, ciencia atmosférica y otros departamentos para el muestreo y monitoreo del contenido de aerosol y su distribución de tamaño, así como para la investigación de muestreo de aerosoles en departamentos relevantes de investigación científica y enseñanza, proporcionando una base científica para evaluar los peligros de la contaminación del aire y sus medidas de control.

2. Principio de funcionamiento

El muestreador de distribución de tamaño de partículas de aerosol simula la estructura anatómica y las características aerodinámicas del tracto respiratorio humano. Utiliza el principio de impacto inercial para recolectar partículas suspendidas en el aire según su diámetro aerodinámico equivalente en varias placas de recolección. Estas partículas se analizan luego por pesaje u otros métodos físicos y químicos para evaluar el grado de daño de los aerosoles ambientales a la salud humana.

 

imagen1 Muestreador simula el sistema respiratorio humano

imagen1 Se dan los sitios de deposición de partículas con diferentes diámetros aerodinámicos equivalentes en el sistema respiratorio humano, y el diseño del muestreador simula esta característica tanto como sea posible. El principio de impactación inercial fue propuesto ya en la década de 1950. La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de la trayectoria de las partículas cerca de un orificio. A una cierta velocidad del flujo de aire, algunas partículas con mayor inercia impactarán la placa de recolección, mientras que aquellas con menor inercia seguirán el flujo de aire e ingresarán a la siguiente etapa. Bajo ciertas condiciones de geometría del orificio y velocidad del flujo de aire, la probabilidad de impactación de partículas con diferentes diámetros aerodinámicos equivalentes es diferente. Esta característica puede describirse mediante la curva de eficiencia de impactación. Generalmente, el valor del diámetro al cual la eficiencia de impactación es del 50% se utiliza como el diámetro de corte de esta etapa del impactador, y se asume que las partículas con un diámetro aerodinámico equivalente mayor que el diámetro de corte serán impactadas al 100%.

 

imagen2 Diagrama esquemático de la trayectoria de partículas

3. Estructura

Todo el conjunto de instrumentos consta de un impactor, una placa colectora, un preseparador, un host (medidor de flujo) y un trípode.

1、Impactador  El impactor consta de ocho etapas de discos de aleación de aluminio con boquillas diminutas y un filtro de primera etapa. Debajo de los discos se colocan placas de recolección, y los discos se sellan con anillos de goma. Tres ganchos de resorte en la base fijan las nueve etapas de discos juntas. Los discos están dispuestos con boquillas precisas en un anillo. Cuando el aire entra por el puerto de muestreo, la velocidad del flujo de aire aumenta etapa por etapa. Las partículas de diferentes tamaños impactan en las placas de recolección correspondientes según sus características aerodinámicas. El rango de tamaño de partícula recolectado en cada etapa depende de la velocidad de la boquilla de esa etapa y de las condiciones de intercepción de la etapa anterior. Las partículas no recolectadas entran en la siguiente etapa con el flujo de aire alrededor del borde de la placa, y así sucesivamente, acelerando hasta que son impactadas suficientemente.

No.El Nivel 8 es un filtro de respaldo que puede equiparse con una membrana filtrante de Φ80 mm, usualmente una membrana filtrante de fibra de vidrio, y cualquier partícula submicrónica no recolectada es capturada por la membrana filtrante.

Cada nivel tiene una placa colectora removible de acero inoxidable, el Las placas colectoras de nivel 0 y 1 tienen un orificio de φ22.5mm en el centro, que permite que el flujo de aire pase a través del centro.

2、pre-separador  Al contener mayor queEl muestreo en un ambiente de partículas de 10 μm requiere el uso de un preseparador para prevenir el rebote y el re-arrastre de partículas. Sin un preseparador, ocurrirán errores significativos para las partículas más grandes. El preseparador es una cámara de impacto con una entrada y tres salidas. Este diseño reduce en gran medida la turbulencia y no se sobrecarga incluso cuando se recolectan varios gramos de partículas.

Al usar un preseparador, reemplace la entrada en la parte superior del impactor con el preseparador, y asegúrelo al impactor con tres ganchos de resorte. No se necesita ningún ajuste adicional.

3、Anfitrión  El caudal de muestreo de 28.3 L/min es proporcionado por una bomba que funciona continuamente, la cual es controlada automáticamente por software para mantener el caudal constante a 28.3 L/min.

4. Rendimiento técnico

1. Tasa de captura: 100%

2. Rango de recolección de partículas

 

clase número	Nivel 0	Nivel 1	nivel 2	Nivel 3	nivel 4	Nivel 5	Nivel 6	Nivel 7	Nivel 8
Rango de recolección de partículas (μm）	9.0～10	5.8～9.0	4.7～5.8	3.3～4.7	2.1～3.3	1.1～2.1	0.65～1.1	0.43～0.65	Submicrón
Abertura (mm)	2.55	1.89	0,91	0,71	0,53	0.34	0,25	0,25	membrana de filtro

3、Caudal de muestreo: 28.3L/min (ajustable)

4. Fuente de alimentación: Batería de litio incorporada.

5. Potencia: 35W

6、Peso: 5kg (Impactador 1.5kg Separador Frontal 0.4kg Unidad Principal 3kg )

7、Volumen: Impactador φ98mm×212mm Pre-separador φ89mm×80mm

      Anfitrión200mm×150mm×125mm

5. Modo de empleo

(a) Establecer tráfico

El caudal de muestreo estándar del muestreador de distribución de tamaño de partículas de aerosol es28.3 L/min，establezca el caudal a 28.3 L/min antes del muestreo.

1. Los ojales del disco deben estar despejados. Ensamble el impactador en orden, prestando atención a la colocación de los anillos de sellado interetapa. Coloque los tres ganchos de resorte.

2. Conecte la salida del impactador a la entrada de la unidad principal con un tubo de goma. Retire la cubierta de la entrada del impactador.

3. Iniciar el muestreo.

(II) Limpieza y Procesamiento

1. Limpie el impactor y la placa de recolección con agua tibia y un detergente neutro, preferiblemente usando limpieza ultrasónica para eliminar cualquier obstrucción en los orificios de pulverización. Después de la limpieza, seque con un paño o absorba el agua con toallas de papel sin pelusa.

2. Sostenga los bordes de la placa de impacto y la placa de recolección con las manos, y no permita que el aceite de la piel entre en los orificios de rociado y la superficie de recolección.

3. Revise las boquillas de pulverización en todos los niveles. Si alguna está bloqueada, límpiela con un secador de pelo o una pistola portátil de freón, o desobstrúyala suavemente con una aguja fina de repuesto. Nunca use objetos duros para limpiarlas, para asegurar la precisión de las boquillas de pulverización.

4. Prepare membranas de filtro de fibra de vidrio de φ80 mm (7 piezas/lote) y membranas de filtro de fibra de vidrio con un agujero en el centro (φ22,5 mm) (2 piezas/lote). Se pueden utilizar otros sustratos de recolección como celulosa, papel de aluminio, vinilón, etc.

(3) Muestreo in situ

1. Abra y bloquee el trípode, ajuste el disco superior del trípode a horizontal, coloque el impactor en el disco, ponga la unidad principal sobre la mesa o el suelo, y conecte la salida del impactor → entrada de la unidad principal con un tubo de goma.

2. Baje los tres ganchos de resorte del impactador, retire las placas de impacto de cada etapa, coloque la membrana de filtro de fibra de vidrio de φ80 mm en el filtro de la octava etapa y presione la junta tórica sobre la membrana de filtro.

3、Coloque las placas colectoras de acero inoxidable en secuencia, con las placas colectoras apoyadas sobre los tres bloques de localización elevados con bordes ranurados para evitar el movimiento. Las posiciones centrales de las placas colectoras de la etapa 0 y 1 tienen orificios de φ22.5mm.

4. Coloque la membrana de filtro de fibra de vidrio de φ80 mm en la placa de recolección de acero inoxidable, asegurándose de que la superficie esté nivelada con el borde superior de la placa de recolección para mantener la distancia entre los orificios de pulverización y la superficie de recolección. Las placas de recolección de las etapas 0 y 1 tienen un orificio circular en el centro de la membrana de filtro.

5. La placa colectora de acero inoxidable también se puede colocar con el lado inferior hacia arriba, y se puede aplicar aceite de silicona o grasa de vacío a la superficie inferior para el muestreo.

6、Instale la entrada de aire superior o el preseparador en su lugar, y coloque los tres ganchos de resorte.

7. Retire la cubierta de entrada y arranque el host para el muestreo. El tiempo de muestreo se puede configurar utilizando el temporizador equipado.

8. Después del muestreo, registre el tiempo de muestreo, retire la placa de recolección y la membrana filtrante, prestando atención al orden y numerándolos para el análisis de peso posterior o la detección química.

seis, Análisis de resultados (descripción de datos de muestra)

1. Determine el cambio de peso de cada membrana de filtro de etapa del impactador.

2. Sumar los cambios de peso en cada nivel para obtener el peso total de las partículas recolectadas.

 

3、

 

4. Considere la densidad de las partículas como 1.0 g/cm, de modo que el tamaño de las partículas pueda reportarse por diámetro aerodinámico equivalente.

Nota: Agregue la parte del preseparador aLa suma de estas dos partes en la etapa 0 es mayor que el Dp50 de la etapa 0. El preseparador no proporciona una especificación para el tamaño de corte, pero puede prevenir el rebote y el re-arrastre de partículas, permitiendo así que el impactor funcione eficazmente.

5、Usando la Figura 1, seleccione el valor mínimo de cada rango de tamaño, que representa el diámetro de corte efectivo (ECD) para cada etapa. Este ECD también se puede obtener de la Figura 3.

6、Grafique los resultados en papel logarítmico de probabilidad, siendo la coordenada del eje vertical el valor ECD y la coordenada del eje horizontal el valor porcentual acumulado menor que el rango de pesaje (Figura 4).

7、Asuma una distribución normal de detección de partículas de un logaritmo, entonces la desviación estándar del peso de detección de partículas

 

 

                

En cualquier caso, estas dos desviaciones estándar son desiguales (como se representa en la distribución bimodal), por lo que la distribución del tamaño de detección no puede representarse mediante una línea recta (en realidad no es una distribución log-normal). La mejor manera de representar la desviación estándar es:σg=（84.13% diámetro÷15.87% diámetro）。

Usualmente los datos de tamaño de partícula deben representarse en gráficas, y el diámetro promedio y la desviación estándar ponderada rara vez se reportan. Porque elLa ECD y el porcentaje acumulado se grafican en papel logarítmico de probabilidad, por lo que se puede determinar el contenido de partículas de cualquier rango de tamaño.

8、De la Tabla 1 y la Figura 4, se puede ver que para esta muestra hipotética, aproximadamente el 97% es respirable (<7μm), su diámetro promedio es de 2.0μm, y la desviación estándar ponderada es de 1.9μm.