EJT631-1992 放射性气溶胶采样器

F 81EJ/T 631—1992放射性气溶胶采样器1992-03-16发布1992-07-01实施中国核工业总公司发布附加说明：本标准由中国核工业总公司提出。

本标准由中国辐射防护研究院负责起草。

本标准主要起草人：卢正永。

1 主题内容与适用范围本标准规定了放射性气溶胶采样器的设计要求、技术特性及试验方法。

本标准适用于各种抽气式放射性气溶胶采样器；抽气式非放射性气溶胶采样器也可参照执行。

本标准不适用于静电式气溶胶采样器。

2 引用标准GB 8993.2 核仪器环境试验基本要求与方法 温度试验GB 8993.3 核仪器环境试验基本要求与方法 潮湿试验GB 8993.4 核仪器环境试验基本要求与方法 振动试验GB 8993.5 核仪器环境试验基本要求与方法 冲击试验GB 8993.8 核仪器环境试验基本要求与方法 自由跌落试验GB 8993.9 核仪器环境试验基本要求与方法 包装运输试验GB 10257 核仪器与核辐射探测器质量检验规则3 术语3.1 气溶胶固体或液体微粒物质在空气或其他气体介质中形成的分散系。

含有放射性核素的气溶胶，称为放射性气溶胶。

3.2 气溶胶采样器利用抽吸的方法把气溶胶粒子收集或阻留在采样介质上的装置。

3.3 采样介质能将气溶胶粒子收集或阻留下来进行分析测量的部件或介质。

各类过滤纸或滤布是常用的采样介质。

3.4 气溶胶样品收集或阻留有气溶胶粒子的部件或介质。

3.5 代表性样品所采集的样品与被采样对象从监测的内容看，其性质和特点相同。

3.6 空气动力学直径某个气溶胶粒子在空气中的空气动力学特性，与一个密度为1g/cm3的球形粒子的空气动力学特性相同时，此球形粒子的直径称为该气溶胶粒子的空气动力学直径，用Dae表示。

如果在所分析的气溶胶样品中，空气动力学直径大于和小于某空气动力学直径的粒子各占总活度、总质量或总粒子数的一半，这些直径分别称为活度中位空气动力学直径（AMAD）、质量中位空气动力学直径（MMAD）或粒子数中位空气动力学直径（CMAD）。

3.7 几何标准偏差对于某一服从对数正态分布的气溶胶体系的某一物理量，表征与粒子大小分布关系的几何标准偏差为：)87.15()50()50()13.84(Dae Dae Dae Dae g ==σ (1)式中：σg ——几何标准偏差；Dae (84.13)——该物理量的累积百分比为84.13%时的粒径值； Dae (15.87)——该物理量的累积百分比为15.87%时的粒径值； Dae (50)——该物理量的累积百分比为50%时的粒径值。

3.8 粒度分布一个特定的气溶胶体系的某一物理量（例如放射性活度等），随粒子大小的变化或所占百分份额的情况。

3.9 粒度分类采样器能把气溶胶粒子按粒子大小有选择地进行采样的采样器。

这种采样器的分级特性应按附录A（补充件）的粒度分类采样标准曲线进行设计。

3.10 粒度分布采样器由若干具有粒度分离功能的采样级组成，能采集到反映气溶胶粒度分布特征样品的采样器。

这种采样器的分级特性可以自由设计。

3.11 标准粒子产生器能产生单分散度的、具有确定大小的球形粒子的装置。

3.12 入口效率一定体积的空气通过气流入口进入采样装置，对一定大小的粒子，进入采样装置的粒子数与未被抽吸之前该空气体积中实际存在的粒子数之比。

3.13 收集效率特性曲线粒度分布采样器中，表征一个粒度分离采样级对不同大小粒子收集（或阻留）效率的关系曲线。

3.14 级常数Dae（50）与收集效率特性曲线中的收集效率为50%相对应的粒子直径，用D （50）表示。

如果粒子直径是用空气动力学直径表示的，则用Dae（50）表示。

级常数也称为有效切割直径。

4 分类放射性气溶胶采样器可以按以下方式分类。

4.1 按使用方式可分为：a．固定式采样器； b．便携式采样器； c．个人采样器。

4.2 按采样时间可分为：a ．连续采样器； b．断续采样器。

4.3 按采样功能可分为：a．总浓度采样器； b．粒度分类采样器； c．粒度分布采样器。

本标准按采样功能分类。

5 设计要求5.1 气溶胶采样器基本组成气溶胶采样器一般应由气流入口、采样装置、流量测量与控制装置及抽气驱动装置四部分组成。

5.2 总浓度采样器设计 5.2.1 气流入口5.2.1.1 在抽气过程中，能把气流以一定方式导入气溶胶采样装置的部件，称为气流入口。

可以根据不同的采样目的设计各种气流入口。

具有特定用途的气流入口，制造厂应予以说明。

5.2.1.2 气流入口一般应按环状入口设计。

必要时气流入口可加对风向、风速灵敏的装置，使其随风向、风速的变化能跟踪变化，以便采集相应风向或风速条件下的代表性样品。

5.2.1.3 室外用采样器的气流入口应有防雨、雪、飞虫等异外飘散物的装置。

5.2.1.4 除另有规定外，气流入口对不同大小的气溶胶粒子的入口效率应尽可能相同。

5.2.1.5 若要求气溶胶粒子按大小以不同的入口效率通过气流入口时，其入口应按附录A （补充件）中任意一种粒度分类采样标准曲线设计。

5.2.1.6 气流入口离地面的高度视采样目的而定，对于非特定场合使用的采样器，以1.5m 为宜。

5.2.1.7 从烟囱及管道内采样用的气流入口必须符合气载放射性物质取样的一般原则。

5.2.2 采样装置5.2.2.1 把由气流入口来的气溶胶粒子以一定方式（例如按总浓度或粒度分布）收集或阻留在采样介质上的若干部件的组合体，称为采样装置。

使用过滤介质的过滤法是最常用的采样方法。

5.2.2.2 采用过滤法的采样装置主要由过滤盒和过滤介质组成。

过滤盒可以是圆形、矩形和正方形，其有效过滤面积应根据采样流量、采样时间、过滤效率、压力损失、放射性测量装置的有效探测面积等因素合理设计。

并必须注意：a．保持气密性，即只有从气流入口来的粒子才能而且必须从过滤介质上通过；b．使粒子在过滤介质上均匀分布；c．采用合适的网托支撑；d．便于安放和拆卸过滤介质；e．与过滤前的抽吸气流相接触的表面光洁度要好；耐腐蚀而且不带静电。

5.2.2.3 过滤介质一般要求具有以下特性：过滤效率高；阻力小；自吸收小；放射性本底低；有一定的韧性和强度。

但是，任何一种过滤介质很难兼有这些特性。

制造厂应根据采样器的整机性能及采样目的等，对过滤介质的选择作出说明。

5.2.3 流量测量与控制装置5.2.3.1 对采样流量的瞬时值或累积值进行准确测定和调节控制的装置，称为流量测量与控制装置。

流量测量装置的指示值必须在参考条件下标度，对标度了的指示值要定期进行检定。

5.2.3.2 流量测量装置必须装在采样装置下游。

采用非标准孔板等节流元件进行流量测量时，应保证孔板孔口在使用过程中不发生阻塞及其他可能引起变异的现象。

5.2.3.3 流量测量装置的指示，可以是瞬时流量，也可以是累积流量，但都必须是直读式的。

采样流量一般应在满刻度值的30%~80%的范围内使用。

5.2.3.4 流量控制装置可采用节流阈或电子学装置。

若采用节流阀等对气流回路有阻力的器件，应将其装在流量测量装置的下游。

为了减小入口气流回路的阻力，最好装在同采样装置出口气流旁路的管道上。

5.2.3.5 采样时的流量指示值除按采样现场的大气压力与环境温度进行校正外，还必须对流量测量装置上游的气流回路阻力所产生的压力损失进行校正。

5.2.4 抽气驱动装置（抽气泵）5.2.4.1 以抽气泵为主体，能把气溶胶粒子抽吸进气流入口从而将其收集或阻留在采样介质上的装置，称为抽气驱动装置。

对抽气驱动装置的要求是：a．能给出合适的采样流量；b．负载特性好；c．气流脉动小；d．平均无故障工作时间长；e．尺寸小、重量轻；f．噪音低、耗电少。

5.2.4.2 可优先选用各类叶片泵（刮板泵）和隔膜泵；需要大流量采样时可选用负载特性好的各式回旋泵。

各类加油抽气泵或真空泵不宜选用。

5.2.4.3 凡有明显脉动气流的抽气泵（例如隔膜泵），必须在泵体进气口与流量测量装置之间加上缓冲室（扩散室），以减少脉动影响。

5.2.4.4 除小流量的采样外，要防止抽气装置排出的气体返回气流入口。

5.2.4.5 对大流量的采样，抽气驱动装置的功耗较大，必要时，应采取散热措施。

5.2.4.6 制造厂应给出抽气装置（抽气泵）的负载特性曲线。

5.2.4.7 抽气驱动装置可以附加定时器、断电保护器及过热保护器等附件。

这些附件不应影响抽气驱动装置的运行特性。

5.3 粒度分类采样器设计5.3.1 气流入口5.3.1.1 粒度分类采样器的气流入口，除满足5.2.1.1~5.2.1.3条的规定外，可以设计成具有粒度分离功能的装置。

5.3.1.2 气流入口若具有粒度分离功能，其粒度分离特性应按附录A（补充件）中的标准曲线设计。

制造厂必须说明按何种粒度分类采样标准曲线设计。

5.3.2 采样装置5.3.2.1 由一级或两级具有粒度分离功能的采样级和高效过滤级或收集级组成。

5.3.2.2 每个具有粒度分离功能的采样级，其粒度分离特性用收集效率特性曲线表征，并按附录A（补充件）中的任一种粒度分类采样标准曲线设计。

制造厂必须说明按何种粒度分类采样标准曲线设计。

5.3.2.3 采样级可以采用撞击分离、向心分离及旋风分离等空气动力学原理进行粒度分离。

不论用何种分离原理，其分离特性与所模拟的标准曲线的符合程度必须满足6.3.1.1条和6.3.1.2条的规定。

5.3.2.4 粒度分离采样级的机械结构及整体结构必须方便适用，易去污，不得有死区和死角。

5.3.2.5 采样装置的高效过滤级或收集级的设计要求同5.2.2.2条和5.2.2.3条。

5.3.3 流量测量与控制装置5.3.3.1 除满足5.2.3.1~5.2.3.5条中的规定外，流量测量装置必须给出直读式瞬时流量。

5.3.3.2 粒度分类采样器的采样装置引起的压力损失所导致的流量误差必须进行校正。

5.3.3.3 如果流量测量装置和控制装置是采样器的固定部件，可以把采样装置压力损失所引起的压差校正计入后进行流量指示标度，使流量指示值就是经过采样装置压力损失校正的实际流量。

即使如此，制造厂还应对收集介质型号及采样量的限值提出建议。

5.3.4 抽气驱动装置（抽气泵）除满足5.2.4.1~5.2.4.7条中的规定外，对电源电压变化比较灵敏的抽气驱动装置，应采取适当的稳压措施。

5.4 粒度分布采样器设计5.4.1 气流入口其要求同5.3.1条。

5.4.2 采样装置5.4.2.1 采样装置把由气流入口来的气溶胶按粒子大小分离为若干部分，使之能给出表征气溶胶粒度分布特性的粒谱参数AMAD（或MMAD）和σg。

因此，这种采样装置在可能的条件下应尽量按多级设计，至少应由三级具有粒度分离功能的采样级和高效过滤级组成。