HC-IV型空氣中氚取樣器

使用說明書

1.儀器簡(jiǎn)介：

HC-IV型空氣中氚取樣器，由粒子過濾器、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、熱質(zhì)量流量計(jì)、自循環(huán)冷卻的冷阱及可稱重的硅膠吸附瓶、冷凝水收集瓶、采樣泵和時(shí)間控制器等部件組成。

取樣原理結(jié)合了冷凍和硅膠吸附等過程，使空氣中的取樣過程在保證取樣效率（-10度露點(diǎn)）的情況下，簡(jiǎn)化的樣品處理過程，省略了硅膠吸附法中樣品再處理的程序，又比單獨(dú)的冷凍法有更高的效率。

HC-IV型空氣中氚取樣器同時(shí)兩路平行取樣，它使用2組冷凝系統(tǒng)，和獨(dú)立的兩組可稱重的冷凝水收集瓶和硅膠吸附瓶，取樣原理結(jié)合了冷凍和硅膠吸附等過程，使空氣中的取樣過程在保證取樣效率（-10度露點(diǎn)）的情況下，簡(jiǎn)化的樣品處理過程，省略了硅膠吸附法中樣品再處理的程序，又比單獨(dú)的冷凍法有更高的效率。既保證了取樣空氣中水分的高的捕集效率，又方便空氣中水分直接冷凝捕集用于氚的液閃測(cè)定。其專門設(shè)計(jì)的冷阱，確保在4L/min的取樣空氣流量下，進(jìn)、出氣咀不會(huì)因凍結(jié)而造成氣流阻塞。壓縮機(jī)冷阱在環(huán)境溫度高達(dá)30℃以上時(shí)，仍能保持-10℃以下，保證對(duì)空氣中水分有效的冷凍收集。取樣時(shí)間由數(shù)字式時(shí)間控制器預(yù)置，到時(shí)自動(dòng)停止采樣。系統(tǒng)中可以再增加一級(jí)高溫催化氧化器，可以實(shí)現(xiàn)大氣中HTO-HT甄別式取樣器。

2.儀器特點(diǎn)

取樣時(shí)間由數(shù)字式時(shí)間繼電器預(yù)置，時(shí)間到自動(dòng)停止采樣。實(shí)現(xiàn)了無(wú)人看守自動(dòng)采樣。

戶外設(shè)計(jì),防水結(jié)構(gòu)，可移動(dòng)式。

2.技術(shù)性能

取樣流量：0～20L/min。連續(xù)可調(diào)；

冷阱工作溫度：-10℃～-26℃：

冷凝器及容量：≥ 20 ml水；

取樣效率：≥95%；

取樣時(shí)間：隨意設(shè)置；（推薦4～48小時(shí)）

工作環(huán)境溫度：0℃～ +35℃。

濕度：10～90% R.H；

供電電源：AC～220V；

整機(jī)體積：650mm´470mm´1130mm；

外觀: 戶外設(shè)計(jì),防水結(jié)構(gòu)。

3.工作原理；

HC-IV型空氣中氚取樣器的流程如圖2所示。被取樣的經(jīng)過氣動(dòng)濾水器、粒子過濾器除去空氣中的塵粒和氣溶膠后，分成兩路一路經(jīng)催化床空氣中的有機(jī)氚、HT氣被氧化成氚化水HTO，生成的HTO氚化水蒸氣進(jìn)入冷阱中冷凍管，另一路直接進(jìn)入冷阱中冷凍管。每路空氣取樣回路在出氣口接一硅膠干燥劑瓶和用于微量調(diào)節(jié)各路的空氣流量的轉(zhuǎn)子流量計(jì)。在采樣泵后接一旁通閥，用于調(diào)節(jié)兩路取樣回路的總流量。在取樣時(shí)冷阱由溫控儀自動(dòng)控制在-10℃～-26℃之間，取樣時(shí)間主要由面板安裝的時(shí)間控制器和內(nèi)部的時(shí)間延時(shí)繼電器控制。

4.使用方法

空氣采樣程序如下：

1）將取樣器配備的兩個(gè)冷凍管和兩個(gè)硅膠吸附管分別稱重、記錄。注意一定要使每個(gè)瓶子擰緊，不漏氣。安裝硅膠吸附管的方法是：雙手同時(shí)拿住上下快接頭，對(duì)準(zhǔn)，推入，聽到鎖緊的聲音，即可。

取下的是方法：雙手同時(shí)拿住上下快接頭，用手掌托住硅膠吸附管，手指將接頭的活動(dòng)外環(huán)向后拉，整個(gè)硅膠吸附管會(huì)向后彈出。水平取出。硅膠吸附管取下后，快接頭會(huì)自動(dòng)鎖死硅膠吸附管的進(jìn)出氣口。防止瓶中硅膠在運(yùn)輸過程中與環(huán)境空氣的接觸。

2）開啟空氣中HTO取樣器的總電源開關(guān)，此時(shí)質(zhì)量流量計(jì)、致冷控制和數(shù)字時(shí)間控制器顯示亮，制冷單元和散熱排風(fēng)扇啟動(dòng)。

3）調(diào)節(jié)溫度控制儀，將冷阱溫度設(shè)置在-10℃。

4）調(diào)節(jié)時(shí)間控制器設(shè)置在所要求的時(shí)間上，取樣時(shí)間可根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的溫濕度確定。開啟取樣器定時(shí)電源，調(diào)節(jié)兩組轉(zhuǎn)子流量計(jì)使流量在所需要的值上。這時(shí)取樣器開始空氣取樣，質(zhì)量流量計(jì)將實(shí)時(shí)指示總的瞬時(shí)流量和累積流量。

5）檢查取樣器的運(yùn)行情況，此時(shí)熱質(zhì)量流量計(jì)上的瞬時(shí)流量指示與兩個(gè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值之和相近，若相差較大則說明冷凝水收集瓶或硅膠吸附管沒有擰緊，有漏氣情況，需要重新擰緊。

6）記錄開始取樣時(shí)間、采樣地點(diǎn)的地名、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、大氣壓等參數(shù)。

7）設(shè)定時(shí)間到后，系統(tǒng)自動(dòng)切斷制冷器電源。（注意只是制冷器電源），利用制冷器的余冷，采樣泵再工作1小時(shí)繼續(xù)采樣（由系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)間延時(shí)繼電器控制，1小時(shí)不能調(diào)整）。一方面有利于制冷器快速恢復(fù)到室溫，促進(jìn)采集的冷凝狀態(tài)的樣品融化，另一方面，節(jié)約能源。

所以系統(tǒng)實(shí)際采樣時(shí)間是：設(shè)定的時(shí)間+1小時(shí)。

8）取樣器停機(jī)1- 2h后，冷阱內(nèi)凍結(jié)的水已完全融化，冷凍管上有閥門，打開取水，收集的冷凝水完全收集到取樣瓶中。（取水過程中，可以短時(shí)間啟動(dòng)采樣泵，輔助取樣器中的樣品水流出，這樣做的另外一個(gè)好處是，將系統(tǒng)內(nèi)部的液態(tài)水吹出，避免與下一次的取樣過程中的樣品的交叉。）

9）將兩個(gè)取樣瓶和硅膠吸附管分別稱重、記錄，采集的樣品可以直接進(jìn)行液閃分析。硅膠吸附管中是指示性硅膠，是否需要解吸視瓶中硅膠的飽和情況而定。

本系統(tǒng)中使用硅膠吸附主要是保證系統(tǒng)的取樣效率，與原來完全通過硅膠吸附的裝置有一定的差異。由于本系統(tǒng)采集的樣品是液體，可以直接進(jìn)行液閃分析，避免了原方法中必須的實(shí)驗(yàn)室解吸過程。減輕了工作程序和解吸的設(shè)備。按照國(guó)標(biāo)《水中氚的分析方法》進(jìn)行液閃計(jì)數(shù)測(cè)定。

5．結(jié)果計(jì)算

空氣中的HTO濃度按以下公式（1）計(jì)算：

………………………(1)

式中：

C_a，_HTO——空氣中的HTO活度濃度，單位為Bq/m³；

m_c——由現(xiàn)場(chǎng)取樣冷凍收集的水的總量，單位為克g；

C_W,HTO——冷凍收集水中的HTO濃度，單位為Bq/g；

V——空氣取樣累計(jì)體積，單位為L；

m_D——由現(xiàn)場(chǎng)取樣硅膠干燥劑吸附收集的總水量，單位為克g。

6 ．注意事項(xiàng)

1）當(dāng)取樣空氣流量有明顯下降時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換濾紙。

2）兩路取樣器最后收集的冷凝水量可能會(huì)有少許差別，如差別較大，兩路取樣器的實(shí)際取樣流量應(yīng)當(dāng)按照收集水量重新分配。

3） 質(zhì)量流量指示儀，上部指示為累積流量，下部指示為瞬時(shí)流量。只要不進(jìn)行“清零”操作 （方法見附件中質(zhì)量流量計(jì)操作說明書 ），數(shù)據(jù)將一直保存，不受開關(guān)總電源的影響。因此，即使時(shí)取樣器停止工作，所有電源切斷后，還可以再開啟總電源取出上次取樣的累積流量讀數(shù)。

4）致冷溫控儀儀表通電即進(jìn)入工作狀態(tài)，按SET鍵SV顯示窗閃爍，此時(shí)可改變?cè)O(shè)定值，再按SET鍵即結(jié)束。其他參數(shù)取樣器出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)定，用戶無(wú)須自己調(diào)整。

5）避免在過小的空氣流量下取樣。當(dāng)取樣空氣流量過慢如≤0.2L/min（單路）時(shí)，冷凝水容易將冷阱的進(jìn)氣口凍結(jié)，將取樣回路阻斷。