一、概述
1、产品特点及用途
CCZ20型矿用粉尘采样器（以下简称采样器）为短时、可调流量式粉尘采样器，是一种用于测定环境空气中浮游粉尘浓度的常规仪器。该采样器配合微量天平可测量计算出含尘空气中呼吸性粉尘，非呼吸性粉尘及总粉尘的质量。其分离效能符合“BMRC” 呼吸性粉尘分离效能国际标准曲线的要求，是一种较为可靠测尘装置。采样器具有自动定时采样，无脉动气流，负载能力大，安全可靠，坚固耐用，便于携带和现场使用等优点。
该采样器适用于工矿企业、劳动安全、劳动卫生及环境保护等部门的粉尘监测，特别适用于煤矿井下及其它含有爆炸危险性气体的作业场所使用。
2、型号组成及其代表意义
3、产品执行标准
GB 3836《爆炸性气体环境用电气设备》
GB/T 20964-2007《粉尘采样器》
Q/SD 039-2009《CCZ20型矿用粉尘采样器》
二、结构特征与工作原理
采样器由高性能抽气泵、定时控制电路、流量控制电路、自动反馈恒流电路、欠压保护报警电路、安全电源等部分组成。其根据粉尘浓度称重法原理设计，即采样之前将经过称量的干净滤膜装入预捕集器，通过采样器内抽气泵的吸气，使空气中的浮游粉尘阻留在预捕集器的滤膜上。采样结束后，将滤膜取出烘干放在天平上称量。前后称重相减取得滤膜增量即为所捕集到的粉尘质量。同时采样流量和采样时间二者的乘积可确定采样时通过预捕集器的空气体积，从而按规定的公式计算出被采集空气中所含粉尘的浓度。
三、主要技术参数（见表1）
表1
项目 | 技术参数 |
采样流量 | 20L/min |
采样流量误差 | ≤5.0％FS |
采样流量稳定性 | ≤3.0％FS（30min内） |
负载能力 | ≥200Pa |
连续工作时间 | ≥100min |
工作噪音 | ≤75dB（A） |
采样头气密性 | 在1000Pa压力下，1min内其压力变化值不得超过100Pa |
流量计准确度 | 不低于2.5级 |
电源 | 电源采用型号为GNY AA 2.5Ah×6的镍镉电池组，电池组串联2.04Ω/10W（由4只0.51Ω/10W电阻串联）的限流电阻，并用环氧树脂灌封为一体，构成本安电池组件：Ue=7.2V，U0=8.4V，I0=3.3A，其最高表面温度≤150℃。 |
防爆形式 | 矿用本质安全型（ExibⅠ） |
外形尺寸 | 200×140×80 |
重量 | 1.8Kg |
使用环境 | 工作温度： 井下（0～40）℃；地面（-10～40）℃；相对湿度：≤95%； 大气压力：（86～110）kPa； |
四、使用、操作
1、有关功能及操作简介
在采样器操作之前，应先对仪器进行熟悉了解； 根据粉尘采样器外形图对有关主要部件介绍如下：
1）采样头连接座：采样时根据需要选择安装全尘采样头或冲击式粉尘采样头，使之与采样头连接座紧密连接，不漏气、不松动。
2）流量计：直接显示采样器的流量，观察流量计浮子顶部平面的位置就能读出采样流量值。
3）采样时间显示：显示“00～99”分钟预置的采样时间。采样开始后作减“1”运算，当计时器减到零时，采样器停止工作。显示时间单位为min（分钟），个位的小数点开始闪烁时则表示计时器开始减“1”运算。
4）电源开关：当打开电源开关时，采样器可按预置时间设置、采样。
5）面膜按钮：
“复位”键：在预置时间操作完成，采样时发现错误或需要重新设置时，按此键清零复位。
“预置时间×10”键：按一下此键采样时间增加10分钟。
“预置时间×1”键：按一下此键采样时间增加1分钟。
“工作”键：按一下此键采样器开始工作。
6）手动开关：在电源开关“开”状态，当打开手动开关时，采样器即开始工作，此时采样时间显示数码管熄灭，由人工控制采样时间。
7）流量调节钮：如采样器需要调节流量，可通过此钮调节。
8）充电插座：采样器使用后或工作中听到蜂鸣欠压报警，必须在地面上进行充电。充电时只要将充电插头插入采样器充电插座内，采样器即开始充电，正常充电时间为16小时。
9）三脚支架固定螺母：该螺母用于固定采样器与三脚支架。
10）出气口：供泵体排气之用。
2、粉尘浓度的测定方法
采样器配有全尘式预捕集器（见图3左侧）和冲击式预捕集器（见图3右侧）两种采样头，现根据采样头的特点来说明粉尘浓度的测定方法。
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图3 A 全尘采样头的使用 1）原理：抽取一定体积的含尘空气，通过全尘采样头时，使粉尘阻留在滤膜上。在采样结束后，由滤膜的增量可计算出单位体积含尘空气中所含粉尘的总质量。 2）所需器材： a) 粉尘采样器主机 b) 预捕集器：全尘式采样头 c) 滤膜：配有Φ75mm或Φ40mm的过氯乙烯纤维滤膜 d) 天平：感量为十万分之一的全自动电子分析天平 e) 干燥剂：采用普通干燥器时，应置放变色硅胶，以便观色 f) 镊子：不锈钢钟表镊子 3）测定程序： a)首先用镊子取出干净的滤膜，除去两面的衬纸，先放在天平上称重记录，并压入滤膜夹，然后放入贴好标签的样品盒内备用，当使用Φ75滤膜时应做成漏斗状装在全尘采样头内，并使滤膜绒面朝向进气口方向。 b）现场采样首先要选好采样地点，需要固定采样的应打开专用三支架，使粉尘采样器水平稳固地固定在三脚架平台上。 c）将安装好滤膜的采样头紧固在采样头连接座上，并使采样头的进气口置于含尘空气的气流中。 d）采样时间根据现场粉尘种类、浓度及作业情况来预置。一般采样时间以20～25分钟为宜，粉尘浓度较高的场所一般预置2～5分钟即可。 e)采样结束后，应将滤膜夹取出轻放在样品盒内。需干燥处理后称重记录。 f)粉尘浓度的计算 
式中：  ——总粉尘浓度（mg/m3）  ——采样前滤膜的质量（mg）
 ——采样后滤膜的质量（mg）
 ——采样时间（min）
 ——采样流量（L/min）
B 冲击式采样头的使用 1)工作原理：抽取一定体积的含尘空气，通过惯性冲击式分离装置，将较为粗大的粉尘颗粒撞击在涂抹硅油的玻璃冲击板上，而通过冲击板周围空腔的细微尘粒，则被阻留在滤膜上。采样以后，分别由玻璃冲击板及滤膜的增量计算出单位体积含尘空气中呼吸性粉尘，非呼吸性粉尘及总粉尘的质量。 2)所需器材： a) 粉尘采样器主机 b) 预捕集器：使用冲击式采样头，当采样流量为20L/min时，该采样器的分离特性符合“BMRC”曲线标准，其前级捕集效率分别为：尘粒直径7.07um以上的为100％，5um为50﹪，2.2um的为10％。 c) 玻璃捕集板：Φ25的无色石英晶片 d) 滤膜：Φ40的过氯乙烯纤维滤膜 e) 硅油：六万粘度的甲基硅油 f) 天平：感量为十万分之一的电子天平 g) 干燥剂：采用普通干燥器时，应置放变色硅胶，以便观色 h) 镊子：不锈钢钟表镊子 i) 刮刀：不锈钢小刮刀 3)测定程序： a）玻璃捕集板先用中性洗涤液浸泡，除去表面污渍。经清水漂洗后，再用脱脂棉球及无水酒精擦净。 b）用洁净的小刮刀沾取少量硅油，涂抹在冲击板圆心位置。再向侧边将硅油刮薄展开，使硅油涂成Φ15mm的圆形。由于硅油粘度较高，数小时后才会出现均匀扩散现象。所以冲击板涂硅油的工作，应在采样前进行，并保证其不受污染，实验表明，捕集板上涂抹硅油控制在0.5～5mg范围内，粉尘捕集效果将是不受影响的。 c）将已涂好硅油的捕集板，放在天平上称重后做好记录，并放入贴好标签的样品盒内备用。工作时将玻璃捕集板从样品盒中取出，安装在采样器分离装置前部的冲击板座上，用金属卡环压紧，再装上采样头的进气盖。 d）将洁净的Φ40mm滤膜，除去两面的衬纸放在天平上称量并做好记录，压入滤膜夹，放入贴好标签的样品盒内备用，工作时，将装好滤膜的滤膜夹取出，安装在滤膜夹底座的金属网上，最后旋上已经安装好的采样头前段，即告安装完毕。 e）在选定的采样地点，将采样器牢固安装在专用三脚支架上，其高度应符合现场呼吸带高度，取出采样头安装在采样器上，并将进气口置于含尘空气气流中，采样时间根据现场粉尘种类及环境情况而定，一般采样时间控制在20～25分钟。粉尘浓度较高的场所定为2～5分钟即可。采样前应估计捕集板及滤膜上粉尘的增量，其值应在（0.5～10）mg范围之内，以免影响采样准确度。 f）采样结束后，应小心地取出粉尘样品放入相应的样品盒。样品应进行干燥处理后再称量记录。 g）粉尘浓度的计算（20L/min恒流量时计算方法） 呼吸性粉尘浓度  总粉尘浓度  式中：  ——呼吸性粉尘浓度（mg/m3 ）
 ——总粉尘浓度 （mg/m3 ） ——采样前滤膜的质量（mg） ——采样后滤膜的质量（mg）  ——采样前捕集板的质量（mg）
 ——采样后捕集板的质量（mg）
——采样时间（min） 五、常见故障与排除（见表2） 表2 故障现象 | 原因分析 | 排除方法 | 启动后不工作 | 电池电压低 | 充电 | 未预置时间 | 置入数字 | 按钮接触不良 | 修理按钮 | 电池充不上电 | 电池坏 | 换电池组件 | 充电插座坏 | 换插座 | 充电器故障 | 修理充电器 | 机器能启动但无流量 | 气路连接管脱开 | 重新连接气路管 | 流量计堵塞 | 修理或清洗流量计 | 电机坏或卡泵 | 换电机或清洗泵体 |
六、注意事项 1、采样器使用前请认真阅读本说明书，并按要求正确操作； 2、采样器应先在地面上充满电，检查正常后使用； 3、在井下使用过程中，严禁打开后盖，出现故障应返回地面修理。 4、配套的充电器为非防爆产品，严禁在矿井下使用。 5、所用的电池符合GB3836.4的规定，具有过流保护、过充保护和过放保护功能，并通过检测部门火花试验，严禁随意拆卸或更换。 6、采样器长期不用时，应每隔两个月进行一次保护性充电，以免电池由于过放电而损坏。如果充电后一次工作时间小于4小时，则认为电池已不能正常使用，需要购买新电池组。 7、开机前应先装好带滤膜的采样头，以防止因吸入粉尘颗粒或杂物而损坏气泵和流量计。 8、采样器应遵照有关部门规定定期进行标定，一般定期标定的时间为1年。 9、采样器每次使用完后应充足电，并妥善保管。 |
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