生物气溶胶采样器采样效率计量评价方法研究进展

对生物气溶胶中微生物的采集、种类鉴别与浓度监测是评估生物气溶胶风险性的关键步骤。生物气溶胶采样器对气溶胶中活性微生物粒子的有效采集,是进行气溶胶危险因子分析的前提。通过对生物气溶胶采样器性能、采样物理效率和采样生物效率的不同计量评价方法进行分析和综述,以期为评价方法的规范一致和标准化提供参考。     

气旋式生物气溶胶采样器采集物理效率评价方法研究

为了评价气旋式生物气溶胶采样器的采集效率,搭建了颗粒物浓度均匀、稳定的静态箱法评价装置,对国内2款气旋式生物气溶胶采样器的采集物理效率进行了测量,最终拟合得到采集效率曲线。测量结果表明：在品牌一采样器的固定采样流量下,其采集物理效率曲线的D_a50(采集效率为50%时的空气动力学直径)为0.91μm;品牌二采样器具有5种可调的采样流量,在不同流量下D_a50分别为1.60μm、1.36μm、1.19μm、1.06μm和1.05μm。对比了使用初始容量分别为15 mL和7.5 mL的采样液得到的品牌二采样器的采集物理效率,发现采样液初始容量较少时,采集物理效率偏低。为气旋式生物气溶胶采样器性能的评价方法提供了参考。     

安德森六级撞击采样器采集效率评价方法研究

研究了适用于安德森六级撞击式空气微生物采样器的采集效率评价方法,并搭建了评价系统。将不同粒径的单分散聚苯乙烯微球雾化形成气溶胶,使用空气动力学粒径谱仪分别对采样器上、下游的颗粒物数量浓度进行测量,测量出采样器各级的采集效率,从而计算出采集效率为50%时的空气动力学直径Da50。通过对国产某品牌的6级安德森空气微生物采样器进行评价,测得1~6级的Da50分别为7.2,6.7,4.7,2.9,1.5,0.8μm。     

采样流量和孔板间距对浮游菌采样器采集效率的影响

浮游菌采样器作为一种高效的撞击采样器,具有易操作、小巧便携等特点,广泛应用于药厂洁净间、卫生防疫等场所。目前市场上的浮游菌采样器采集效率缺乏科学、高效的评价方法。采用基于空气动力学粒径谱仪的评价方法,分别检测2种国产浮游菌采样器的采集效率,发现采样流量、琼脂高度以及孔板间距(喷嘴到采集板距离)等因素会显著影响浮游菌采样器采集效率。研究表明,在固定采样流量下,孔板距离越近,采集效率越好;在孔板距离固定条件下,随着采样流量增大,采集效率会出现先增大后降低的特性,在采样流量为80 L/min时的采集效率最好;琼脂厚度越大,采集效率越高。该研究对改进浮游菌采样器的结构设计、提高产品质量具有参考意义,有助于提高浮游菌采样器的检测准确性和科学性。     

基于荧光法生物气溶胶监测仪计数效率评价及方法研究

生物气溶胶监测仪是一类快速、实时监测空气中生物气溶胶的新兴仪器。为系统评价生物气溶胶监测仪的计数效率,开展了荧光法生物气溶胶监测仪总粒子和荧光粒子2个通道的计数效率评价。首先设计搭建了1套生物气溶胶监测仪计数效率评价装置,然后通过表面原子转移自由基聚合反应(SI-ATRP)制备了单分散、荧光性质稳定的荧光聚苯乙烯微球。采用制备的荧光微球雾化法发尘,模拟生物气溶胶环境,开展计数效率的评价,总粒子数和荧光粒子数计数效率分别为98.9%和98.1%,评价结果表明搭建的装置能满足荧光法生物气溶胶监测仪计数效率的评价需求,对生物气溶胶检测具有意义。     

安德森六级撞击微生物采样器的计量评价及影响因素分析

由于安德森六级撞击微生物采样器目前缺少相应的标准和检测技术规范,提出了基于捕集效率曲线的空气动力学粒径D_a50评价方法,并对D_a50的检测与理论计算及其影响因素进行了分析。通过检测5个国产品牌的安德森采样器,发现不同厂家产品测量结果差异较大,多家产品的一级或多级的捕集效率曲线对应的D_a50在粒径范围之外。研究发现采样器性能差异并非是由孔径加工精度不够引起,相比之下,不同厂家采样器层与层之间撞击距离有差异,特别是有些厂家的培养基高度可选择范围过宽。研究结果表明：培养基越高,得到的D_a50越小;在培养基高度相同情况下,层与层之间距离理想值在10 mm左右。因此,撞击高度是影响安德森六级撞击微生物采样器性能的重要因素。     

基于空气动力学的浮游菌采样器采集物理效率检测方法的研究

基于空气动力学原理,提出了一种针对浮游菌采样器采集物理效率的新型检测方法,并搭建了检测装置,可以得到连续的采样效率曲线,直观获取不同动力学粒径对应的采集物理效率。分别评价了2款国产及1款进口的浮游菌采样器采集物理效率,结果发现国产采样器采样效率不及进口品牌,质量还有待提升。研究了多分散的亚利桑那超细试验粉尘与单分散颗粒物标物检测结果的差异,发现国产采样器的差异大于进口采样器。所提检测方法有助于提高浮游菌采样器采集物理效率检测的准确性、科学性及检测效率。     

基于空气动力学法的呼吸性粉尘采样器采样效能评价

呼吸性粉尘是指空气动力学当量直径在7.1μm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。     

环境空气采样用滤膜截留效率测试方法研究

为了满足环境空气滤膜截留效率的测试需求,保障环境空气滤膜截留效率测试的一致性和准确性,针对滤膜截留效率测试方法中所涉及的关键影响因素和可行性进行分析,分别研制了基于颗粒物数量浓度和基于颗粒物质量浓度的两种滤膜截留效率测试方案,用于开展环境空气滤膜截留效率的测试。介绍了环境空气滤膜截留效率测试的原理、实验装置需求和试验过程,并在此基础上针对不同材质和应用的环境颗粒物采样滤膜进行了测试。实验数据结果表明,在截留效率测试结果的符合性上两种方法保持高度的一致性,而在测试数据上,基于数量浓度的测试方法略低于基于质量浓度的测试方法,综合分析原因在于测试方法本身的限制和不同检测装置带来的测试偏差,但整体上对测试结果的影响可以忽略,两种方法均具有较高的可靠性和等效性。研究成果为进一步推广于实际应用中,可以根据实际实验装置的配置,任意选择基于颗粒物数量浓度或者颗粒物质量浓度中的一种测试方法进行滤膜截留效率的测试,为保证测试的准确可靠奠定了基础。     

大气采样器在室内空气污染物采样中流量误差分析及解决方案

在JJG 956—2000《大气采样器》中对大气采样器的流量误差提出了要求,但在使用固体吸附管采集室内空气污染物时,检定合格的大气采样器往往在流量准确性方面出现很大问题,误差可超过30%,通过实验分析原因,提出解决方案,并对检定方法的改进提出建议。     

采样器气体流量闭环控制研究

针对传统采样器气体流量采用开环控制,随着抽气泵负载的增加引起气体流量的下降,导致采样气体体积误差偏大的问题,提出了闭环流量控制的气体采样器,并对其进行了研究。利用微型气体质量流量传感器、可调微型气泵及控制器组成了闭环控制系统,并结合带死区的增量PID控制算法和积分累积气体采样的方式,消除了采样流量由于负载的变化而引起的误差。最后通过实验证明了闭环控制的采样器气体流量具有较好的线性度及较高的精度。     

远程自动空气微生物采样机器人

为了研制一种全自动远程控制、可连续采样的空气微生物采样机器人系统,以适应空气微生物采样自动化、网络化、智能化的发展需求,通过论证、测试-验证,完成系统的总体设计,以及室内远程控制组件、圆周-升降运动、手爪张合、样品刻字、气流控制、防盗安全、信息保存等功能模块的设计,并进行样机集成和基本性能测试。结果表明,研制的空气微生物采样机器人系统适用于多种作业环境,达到了设计要求。     

一种大规模高速并行采样及校正技术研究

采用多ADC并行采样结构是迅速提高数据采集系统实时采样率的重要途径。首先提出了一种大规模并行采集系统的总体方案;然后重点阐述了大规模并行采样技术实现与校正的若干关键技术:高速并行采样时钟的产生技术、并行采样数据触发点定位技术和非均匀采样实时校正技术;最后给出了实验结果与分析。采用上述关键技术的高速数据采集系统具有实现成本低、性能指标可靠、实时性高等优点。     

基于数字低通滤波器的采样测量方法的研究

研究了用∑-△A/D对三相电压、电流进行数字采样以及用数字信号处理器（DSP）进行数字滤波来实现电参数测量的原理.提出了一种比通常采样测量方法更快、更准确、更适宜被测波形畸变较大和在线实时监测的工频电参数的采样测量的新方法.对该测量方法及影响测量准确度的因素进行了定性和定量的分析,并给出了测量误差的估计公式.     

为检测微弱周期信号对二次采样随机共振相关参数的研究

分析了二次采样随机共振中涉及到的重要参数采样频率和二次采样频率,结合理论推导与仿真,得出了这两个参数对系统输出效果的具体影响,同时分析了造成这些影响的原因,提出了这两个参数选取的方法,为更好地应用二次采样随机共振检测微弱周期信号提供了依据。     

荧光量子效率绝对法测量系统校准及不确定度评定

荧光量子效率是发射与吸收的光子数之比,是表征荧光材料发光性能的关键参数。然而,用于绝对法测量荧光量子效率的光路和探测器未经校准溯源或是校准方法不当,会造成测量光谱的不准确,进一步影响荧光量子效率计算结果的不准确。采用汞氩灯对单色仪进行校准,保证了激发波长和发射波长的准确性,利用标准辐射源对光路、发射单元单色仪和探测器进行光谱相对强度校准,保证了激发波段和发射波段光谱相对强度的准确性;最后从测量模型出发,对测量不确定度进行了分析,得到在300~360nm的激发光波段和370~900nm的发射光波段内相对合成标准不确定度为3.58%,相对扩展不确定度为7.16%,k=2。通过对单色仪波长校准以及对光谱相对强度进行校准,为荧光量子效率的准确测量提供了参考。     

不同类型颗粒物切割器采样流量与切割粒径关系研究

利用静态箱法可探索美国BGI公司生产的多种旋风式切割器和国产撞击式切割器的采样流量(Q)对50%切割粒径(D₅₀)的影响,结果表明任意一种类型的旋风式切割器,采样流量变化均会导致采集效率曲线平移,流量越大,D₅₀越小。在同一个旋风式切割器中,通过改变流量可实现PM1.0、PM2.5和PM4.0等模式的切换,且采样流量与D₅₀近似成反比,而对于撞击式切割器,D₅₀的平方根与采样流量近似成反比。该研究可作为一种快速评估方法,根据实际流量快速估算其对应的D₅₀,具有一定的应用价值。     

粉体气溶胶旋流生成效率的试验研究

针对一种3级旋流-粉体气溶胶发生装置,测试分析旋流生成气溶胶的粒谱分布特征,由此定义气溶胶旋流生成效率;研究气流压力、脉冲时间、粉体装填量、旋流喷嘴结构等参数对生成效率的影响。结果表明,旋流装置对粒径为1~10μm的超细粉体能达到很高的气动分散效率;在较小的气流压力下,旋流装置仍能获得很高的气溶胶生成效率;适当减小粉体装填量,可改善气溶胶的生成效果;进气角度、出口锥角分别为15、45°时,气溶胶生成效率最高。     

乳制品中微生物标准物质研究现状与趋势

乳制品中微生物标准物质是发展微生物计量技术,建立微生物检测标准,完善乳及乳制品质量监管体系的重要工具,具有广阔的需求及应用前景。介绍了乳制品中微生物标准物质的主要特性,保持微生物活性的主要制备技术,以及特性量值、标称特性的测量技术;此外,对乳制品中微生物标准物质发展和应用现状进行了综述,并在分析该领域研究面临的主要问题的基础上,对标准物质需求与趋势进行了展望,旨在为后续微生物标准物质研究提供一定的参考与借鉴。     

制冷系统油分离器分油效率测试方法的研究

制冷系统中,油分离器的分油效率决定压缩机运行的安全性。本文对制冷系统中油分离器的分油效率测试提出一种简单有效的试验方法,该方法是通过分别称量被油分离器过滤下来的油与未被过滤掉的油的质量,从而求得被检测油分离器的分油效率。最后通过对比分析试验数据和生产厂家的资料,验证该试验方法的可靠性和适用性。