空氣品質的守護者─空氣採樣器的過去與現在

2020-05-18

關鍵字:氣體採樣科儀新知

空氣品質的守護者─空氣採樣器的過去與現在

空氣採樣器(採樣泵、氣體採樣器)為空氣採樣時所使用的重要工具,無論是勞工相關的作業環境、室內環境與室外的空氣,皆為空氣品質監測的範圍,好的氣體採樣器可提供穩定與準確的採樣流量,藉以進行可靠的化學因子暴露評估與作業環境監測。本篇文章將帶著大家回顧空氣採樣器的演化歷程,了解採樣技術的進步如何使採樣作業變得更加容易與準確。

早期的空氣採樣器著重於採樣流量

為了減少因僱傭而導致工作中的僱員人身傷亡和疾病事故發生,在1970年美國國會通過了職業安全和健康法(Occupational Safety and Health Act of 1970),規定僱主須保證勞工作業環境之安全,作業環境之中不可存在可能造成僱員死亡、嚴重身體傷害的既定危險,因此需掌握勞工作業環境風險因子,氣體採樣即為其中一個評估作業環境的項目。當時的空氣採樣器常見的限制包括流率脈衝、缺乏流量補償、流量範圍受限等……。隨著技術的發展,這些問題已顯著地改善,以下介紹採樣器的功能演進,讓現今採樣技術更為完善。

避免流率脈衝

通過採樣器的氣流必須盡可能平穩,避免引起流率量測誤差,才能維持採樣的準確性。在採樣器的設計中增加了消除脈衝的緩衝器(Pulsation dampener),以減少氣流中的脈衝。

流量補償

恆定的流量為得到準確暴露風險評估的重要因素之一。使用早期的氣體採樣器時,工業衛生人員必須頻繁地檢查流量,並使用螺絲起子手動調節,以維持採樣流量的恆定。 而採樣技術的第一個重大進展就是自動電子流量控制,此功能可補償因濾紙(Filter)與管夾等造成阻抗或壓損。具流量補償功能的採樣器可藉由抵銷機台運作過程中產生的背壓,讓流量在採樣過程中保持在一定範圍內,使整個採樣的過程更輕鬆、結果也更準確。 背壓為氣體在管路中流動時,受到障礙物的阻礙而被施加與運動方向相反的壓力,例如對顆粒進行採樣時,濾紙上收集的灰塵會使背壓持續增加,若無足夠的背壓補償能力,採樣器的流量則會因高粉塵負荷而下降或完全停止。現今的採樣器已可提供高達40或60英吋水柱的流量補償。

有限的流量範圍

早期採樣人員遇到的另一個問題為採樣器的流量範圍限制。在以往,進行有機蒸氣採樣只能使用低流量(< 1 L/min)採樣器,若想進行粉塵採樣,則必須另外使用一台高流量(> 1 L / min)的採樣器。如今採樣人員已經能以同一台採樣器進行低流量與高流量的採樣,SKC的PCXR8廣用恆定流量空氣採樣器即為第一台能同時應用於高流量與低流量範圍(5~5000 mL/min)的採樣器,且不論高低採樣流量均不產生脈衝。

電子控制技術為現今氣體採樣器的重點

隨著科技的進步,先進的電子設備與微處理器(Microprocessor)被應用至許多監測儀器中來增強儀器的功能,其中也包括了氣體採樣器。但這也產生了一個問題:採樣器的流量或操作可能會受到電磁的干擾,以下介紹個人式氣體採樣器在電子控制技術方面做了哪些改善,使得氣體採樣作業更便利。

電磁耐受性(Electromagnetic Susceptibility,EMS

電子設備在運作過程中會產生電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)和射頻干擾(Radio Frequency Interference,RFI),如工作人員配戴的對講機等……,這些干擾可能會導致氣體採樣器產生錯誤訊息或故障進而影響流量穩定性,而電磁耐受性指設備在使用過程中,不受周圍電磁干擾的能力,在OSHA提供採樣器製造商相關指南(如電磁干擾屏蔽)之後,已提升了氣體採樣器電磁耐受性的能力,滿足了採樣器的性能規格。

電腦相容性(PC Compatibility)

由於採樣器設計的進步,提升了與電腦的相容性,這使得採樣器的設定記錄與數據更容易被保存。使用者不需要於採樣器上進行按鍵手動編程,只需將電腦搭配軟體使用即可設置延遲啟動時間、流率和關機時間。透過傳輸線或傳輸座將採樣器與電腦連接,可一次對多個採樣器進行程式編輯。搭配軟體如DataTracPro流量校正軟體,即可輸出與儲存操作的細節、環境條件與採樣設備資訊等詳細紀錄

流量校正器與氣體採樣器的直接連接

在以往,採樣器的流量需藉由浮子流量計(Rotameter)來顯示所設定的流量,但無論是在採樣前或採樣後,都必須使用經過認證的流量校正器對其進行驗證和調整。隨著技術的發展,流量校正變得更容易,流量校正器能與採樣器直接連接並進行自動校正,例如具有CalChek自動校正功能的氣體採樣器可與Chek-mate標準流量校正器一起使用,進行單點或多點流量校正。

觸控式液晶螢幕

觸控式液晶螢幕讓採樣器的操作變得簡單,直觀的介面讓作業人員不需使用手冊、無需詳記操作順序也能輕鬆進行氣體採樣。

藍芽無線傳輸

這個最新的發展讓作業人員只要用手機上的應用程式就能操作空氣採樣器,SKC的SmartWave應用程式讓使用者能以IOS®或Android平板電腦或手機啟動與停止掌上型低流量空氣採樣器,並能即時調整流量等設定。

空氣採樣器的創新使採樣作業更輕鬆符合規範

空氣採樣器的品質不斷地提升與創新,包含了降低流量脈衝、調節電壓、準確的流量補償、增長採樣時間、提高與電腦的相容性、觸控螢幕設計與藍芽傳輸的支援等改善。這些技術的發展帶來與過往全然不同的採樣體驗,能讓操作人員進行採樣作業時更輕鬆地符合規範、得到準確的採樣結果。

欲了解更多的儀器資訊與實驗細節,歡迎來電洽詢 02-2728-2767或 來信與我們聯繫

欲了解更多的儀器資訊與實驗細節,歡迎來電洽詢 02-2728-2767來信與我們聯繫

參考文獻