1.仪器简介：

HC-IV型空气中氚取样器，由粒子过滤器、转子流量计、热质量流量计、自循环冷却的冷阱及可称重的硅胶吸附瓶、冷凝水收集瓶、采样泵和时间控制器等部件组成。

取样原理结合了冷冻和硅胶吸附等过程，使空气中的取样过程在保证取样效率（-10度露点）的情况下，简化的样品处理过程，省略了硅胶吸附法中样品再处理的程序，又比单独的冷冻法有更高的效率。

HC-IV型空气中氚取样器同时两路平行取样，它使用2组冷凝系统，和独立的两组可称重的冷凝水收集瓶和硅胶吸附瓶，取样原理结合了冷冻和硅胶吸附等过程，使空气中的取样过程在保证取样效率（-10度露点）的情况下，简化的样品处理过程，省略了硅胶吸附法中样品再处理的程序，又比单独的冷冻法有更高的效率。既保证了取样空气中水分的高的捕集效率，又方便空气中水分直接冷凝捕集用于氚的液闪测定。其专门设计的冷阱，确保在4L/min的取样空气流量下，进、出气咀不会因冻结而造成气流阻塞。压缩机冷阱在环境温度高达30℃以上时，仍能保持-10℃以下，保证对空气中水分有效的冷冻收集。取样时间由数字式时间控制器预置，到时自动停止采样。系统中可以再增加一级高温催化氧化器，可以实现大气中HTO-HT甄别式取样器。

2.仪器特点

取样时间由数字式时间继电器预置，时间到自动停止采样。实现了无人看守自动采样。

户外设计,防水结构，可移动式。

2.技术性能

取样流量：0～20L/min。连续可调；

冷阱工作温度：-10℃～-26℃：

冷凝器及容量：≥ 20 ml水；

取样效率：≥95%；

取样时间：随意设置；（推荐4～48小时）

工作环境温度：0℃～ +35℃。

湿度：10～90% R.H；

供电电源：AC～220V；

整机体积：650mm´470mm´1130mm；

外观: 户外设计,防水结构。

3.工作原理；

HC-IV型空气中氚取样器的流程如图2所示。被取样的经过气动滤水器、粒子过滤器除去空气中的尘粒和气溶胶后，分成两路一路经催化床空气中的有机氚、HT气被氧化成氚化水HTO，生成的HTO氚化水蒸气进入冷阱中冷冻管，另一路直接进入冷阱中冷冻管。每路空气取样回路在出气口接一硅胶干燥剂瓶和用于微量调节各路的空气流量的转子流量计。在采样泵后接一旁通阀，用于调节两路取样回路的总流量。在取样时冷阱由温控仪自动控制在-10℃～-26℃之间，取样时间主要由面板安装的时间控制器和内部的时间延时继电器控制。

4.使用方法

空气采样程序如下：

1）将取样器配备的两个冷冻管和两个硅胶吸附管分别称重、记录。注意一定要使每个瓶子拧紧，不漏气。安装硅胶吸附管的方法是：双手同时拿住上下快接头，对准，推入，听到锁紧的声音，即可 。

取下的是方法：双手同时拿住上下快接头，用手掌托住硅胶吸附管，手指将接头的活动外环向后拉，整个硅胶吸附管会向后弹出。水平取出。硅胶吸附管取下后，快接头会自动锁死硅胶吸附管的进出气口。防止瓶中硅胶在运输过程中与环境空气的接触。

2）开启空气中HTO取样器的总电源开关，此时质量流量计、致冷控制和数字时间控制器显示亮，制冷单元和散热排风扇启动。

3）调节温度控制仪，将冷阱温度设置在-10℃。

4）调节时间控制器设置在所要求的时间上，取样时间可根据当地环境的温湿度确定。开启取样器定时电源，调节两组转子流量计使流量在所需要的值上。这时取样器开始空气取样，质量流量计将实时指示总的瞬时流量和累积流量。

5）检查取样器的运行情况，此时热质量流量计上的瞬时流量指示与两个转子流量计的指示值之和相近，若相差较大则说明冷凝水收集瓶或硅胶吸附管没有拧紧，有漏气情况，需要重新拧紧。

6）记录开始取样时间、采样地点的地名、环境温度、相对湿度、大气压等参数。

7）设定时间到后，系统自动切断制冷器电源。（注意只是制冷器电源），利用制冷器的余冷，采样泵再工作1小时继续采样（由系统内部的时间延时继电器控制，1小时不能调整）。一方面有利于制冷器快速恢复到室温，促进采集的冷凝状态的样品融化，另一方面，节约能源。

所以系统实际采样时间是：设定的时间+1小时。

8）取样器停机1- 2h后，冷阱内冻结的水已完全融化，冷冻管上有阀门，打开取水，收集的冷凝水完全收集到取样瓶中。（取水过程中，可以短时间启动采样泵，辅助取样器中的样品水流出，这样做的另外一个好处是，将系统内部的液态水吹出，避免与下一次的取样过程中的样品的交叉。）

9）将两个取样瓶和硅胶吸附管分别称重、记录，采集的样品可以直接进行液闪分析。硅胶吸附管中是指示性硅胶，是否需要解吸视瓶中硅胶的饱和情况而定。

本系统中使用硅胶吸附主要是保证系统的取样效率，与原来完全通过硅胶吸附的装置有一定的差异。由于本系统采集的样品是液体，可以直接进行液闪分析，避免了原方法中必须的实验室解吸过程。减轻了工作程序和解吸的设备。按照国标《水中氚的分析方法》进行液闪计数测定。

5．结果计算

空气中的HTO浓度按以下公式（1）计算：

………………………(1)

式中：

C_a，_HTO——空气中的HTO活度浓度，单位为Bq/m³；

m_c——由现场取样冷冻收集的水的总量，单位为克g；

C_W,HTO——冷冻收集水中的HTO浓度，单位为Bq/g；

V——空气取样累计体积，单位为L；

m_D——由现场取样硅胶干燥剂吸附收集的总水量，单位为克g。

6 ．注意事项

1）当取样空气流量有明显下降时，应当及时更换滤纸。

2）两路取样器最后收集的冷凝水量可能会有少许差别，如差别较大，两路取样器的实际取样流量应当按照收集水量重新分配。

3） 质量流量指示仪，上部指示为累积流量，下部指示为瞬时流量。只要不进行“清零”操作 （方法见附件中质量流量计操作说明书 ），数据将一直保存，不受开关总电源的影响。因此，即使时取样器停止工作，所有电源切断后，还可以再开启总电源取出上次取样的累积流量读数。

4）致冷温控仪仪表通电即进入工作状态，按SET键SV显示窗闪烁，此时可改变设定值，再按SET键即结束。其他参数取样器出厂时已经设定，用户无须自己调整。

5）避免在过小的空气流量下取样。当取样空气流量过慢如≤0.2L/min（单路）时，冷凝水容易将冷阱的进气口冻结，将取样回路阻断。