專利名稱：污染性氣溶膠快速傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣溶膠傳輸裝置，尤其是涉及一種從污染性空氣中快速收集 氣溶膠并將其傳遞給分析儀器的污染性氣溶膠快速傳輸裝置。
背景技術(shù)：
氣溶膠是空氣中懸浮的固態(tài)或液態(tài)顆粒的總稱，典型大小為0. 01 10微米，有自 然污染和人類污染兩種來(lái)源，來(lái)源于自然界的，如火山噴發(fā)的煙塵、被風(fēng)吹起的土壤微粒、 海水飛濺揚(yáng)入大氣后而被蒸發(fā)的鹽粒、細(xì)菌、微生物、植物的抱子花粉、流星燃燒所產(chǎn)生的 細(xì)小微粒和宇宙塵埃等，有的是由于人類活動(dòng)，如煤、油及其他礦物燃料的燃燒物質(zhì)，以及 車輛產(chǎn)生的廢氣排放至空氣中的大量煙粒等。當(dāng)氣溶膠的濃度達(dá)到足夠高時(shí)，將對(duì)人類健 康造成威脅，尤其是對(duì)哮喘病人及其他有呼吸進(jìn)疾病的人群?？諝庵械臍馊苣z還能傳播真 菌和病毒，這可能會(huì)導(dǎo)致一些地區(qū)疾病的流行和爆發(fā)。因此，對(duì)于氣溶膠的研究，越來(lái)越成 為科學(xué)家、制造業(yè)公司和政府部門關(guān)心的焦點(diǎn)。常規(guī)的氣溶膠采樣是使用濾膜采集，然后將 樣品送入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。這種方法測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，離線分析也會(huì)使氣溶膠粒子成分發(fā)生變 化，給測(cè)量帶來(lái)誤差。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上提出的問(wèn)題，本實(shí)用新型目的在于提供一種可快速連續(xù)地將氣溶膠粒子 液化，并傳輸給分析儀器進(jìn)行分析的污染性氣溶膠快速傳輸裝置。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，一種污染性氣溶膠快速傳輸裝置，由增長(zhǎng) 單元、液化單元和傳輸單元組成，其中增長(zhǎng)單元包括水蒸氣發(fā)生器，密封連接水蒸氣發(fā)生 器出口的混合腔，密封連接在混合腔前端供含污染性氣溶膠空氣樣品吸入的空氣吸入口， 以及密封連接在混合腔后端的增長(zhǎng)腔，混合腔為水蒸氣和空氣樣品提供混合空間，增長(zhǎng)腔 主要給氣溶膠粒子提供增長(zhǎng)時(shí)間并盡可能去除多余的水蒸氣；液化單元包括密封連接在增 長(zhǎng)腔后端的錐形噴嘴，間隔設(shè)置在錐形噴嘴前方網(wǎng)狀收集板，所述網(wǎng)狀收集板與錐形噴嘴 之間的空間設(shè)置為與外界密封，設(shè)置在錐形噴嘴前端密封連接抽氣泵的抽氣管，以及密封 連通在網(wǎng)狀收集板上方的去離子水水管；傳輸單元包括與網(wǎng)狀收集板下方密封管接的蠕動(dòng) 泵，以及管接在蠕動(dòng)泵出口的除泡器，收集到的溶液，在蠕動(dòng)泵的帶動(dòng)下，經(jīng)輸送管道進(jìn)入 除泡器，在除泡器中去掉氣泡后，通過(guò)快速接頭的連接將液體送往離子色譜儀進(jìn)行分析。本實(shí)用新型采用連續(xù)液化方式，采用水蒸氣遇冷表面后快速冷凝的原理，用水蒸 氣發(fā)生器產(chǎn)生的高溫飽和水蒸氣與常溫大氣樣品快速混合，通過(guò)水蒸氣的突然降溫，形成 超飽和狀態(tài)后的水蒸氣，超飽和狀態(tài)后的水蒸氣快速冷凝到大氣顆粒物表面導(dǎo)致細(xì)氣溶膠 粒子增長(zhǎng)變大，最后利用慣性碰撞原理將長(zhǎng)大后的細(xì)氣溶膠粒子收集于網(wǎng)狀收集板，并通 過(guò)連續(xù)輸送的淋洗液不斷沖洗網(wǎng)狀收集板而得到連續(xù)流動(dòng)傳輸?shù)囊簯B(tài)樣品，直接輸送到離 子色譜儀進(jìn)行分析。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，混合腔為一 T型玻璃管，從水蒸氣發(fā)生器來(lái)的高溫水蒸氣和從空氣吸入口來(lái)的空氣樣品以90度的相對(duì)方向在T型玻璃管中部碰撞混合，從 另一側(cè)進(jìn)入增長(zhǎng)腔；增長(zhǎng)腔主要考慮氣溶膠粒子的增長(zhǎng)時(shí)間，一般在0. 9-1. 1秒比較合適， 因此增長(zhǎng)腔優(yōu)選設(shè)置為外徑20mm長(zhǎng)240mm內(nèi)壁光滑的不銹鋼管，增長(zhǎng)時(shí)間為1. 2秒，為了 保持水蒸氣的過(guò)飽和率，提高氣溶膠粒子的增長(zhǎng)效率，并盡可能除去多余水蒸氣，并可在增 長(zhǎng)腔外使用風(fēng)扇對(duì)增長(zhǎng)腔進(jìn)行降溫；抽氣泵優(yōu)選真空薄膜抽氣泵，抽氣泵為氣溶膠粒子提 供動(dòng)力，使增長(zhǎng)腔內(nèi)增長(zhǎng)后的氣溶膠粒子在抽氣泵的作用下，噴射到網(wǎng)狀收集板上。作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，空氣吸入口的設(shè)計(jì)成錐形進(jìn)樣口，可以獲得合 適的氣流速度，避免氣流太慢容易在混合過(guò)程中形成紊流，也避免了氣流太快則影響混合 效率，錐形進(jìn)樣口前端的小口徑喉管可以提高氣流速度和紊流效果，而錐形管后端的放射 設(shè)計(jì)可以提高與水蒸氣的混合效率。本實(shí)用新型提供的污染性氣溶膠快速傳輸裝置可用于連續(xù)將氣溶膠粒子液化，并 傳輸給分析儀器進(jìn)行分析的傳輸裝置，本實(shí)用新型具有能一體化對(duì)氣溶膠采集、液化、傳輸 和去除氣泡等優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)氣溶膠粒子無(wú)濾膜采樣、連續(xù)液化、無(wú)氣泡傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，特別 適用于城市空氣中污染性氣溶膠的化學(xué)成分分析采樣。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。污染性氣溶膠快速傳輸裝置，由增長(zhǎng)單元、液化單元和傳輸單元組成，其中增長(zhǎng)單元包括由加熱電阻絲、鉬電阻溫度探測(cè)器以及控制器組成水蒸氣發(fā)生器7 ； 密封連接水蒸氣發(fā)生器7出口的混合腔1，密封連接在混合腔1前端供含污染性氣溶膠空氣 樣品吸入的空氣吸入口 6，空氣吸入口 6為錐形管，這樣可以獲得合適的氣流速度，避免氣 流太慢容易在混合過(guò)程中形成紊流，也避免了氣流太快則影響混合效率，錐形管前端的小 口徑喉管可以提高氣流速度和紊流效果，而錐形管后端的放射設(shè)計(jì)可以提高與水蒸氣的混 合效率；混合腔1為水蒸氣和空氣樣品提供混合空間，混合腔1為一 T型玻璃管，從水蒸氣 發(fā)生器7來(lái)的高溫水蒸氣和從空氣吸入口 6來(lái)的空氣樣品以90度的相對(duì)方向在T型玻璃 管中部碰撞混合，從另一側(cè)進(jìn)入增長(zhǎng)腔2 ；密封連接在混合腔1后端的增長(zhǎng)腔2，增長(zhǎng)腔2主 要給氣溶膠粒子提供增長(zhǎng)時(shí)間并盡可能去除多余的水蒸氣，增長(zhǎng)腔2主要考慮氣溶膠粒子 的增長(zhǎng)時(shí)間，一般在0. 9-1. 1秒比較合適，因此增長(zhǎng)腔2為外徑20mm長(zhǎng)240mm內(nèi)壁光滑的 不銹鋼管，增長(zhǎng)時(shí)間為1.2秒，為了保持水蒸氣的過(guò)飽和率，提高氣溶膠粒子的增長(zhǎng)效率， 并盡可能除去多余水蒸氣，在增長(zhǎng)腔2外有風(fēng)扇8對(duì)增長(zhǎng)腔2進(jìn)行降溫；液化單元包括密封連接在增長(zhǎng)腔2后端的錐形噴嘴3，間隔設(shè)置在錐形噴嘴3前方 多層網(wǎng)狀收集板10，網(wǎng)狀收集板10與錐形噴嘴3之間的空間與外界密封，設(shè)置在錐形噴嘴 3前端密封連接真空薄膜抽氣泵4的抽氣管5，真空薄膜抽氣泵4為氣溶膠粒子提供動(dòng)力， 使增長(zhǎng)腔2內(nèi)增長(zhǎng)后的氣溶膠粒子在真空薄膜抽氣泵4的負(fù)壓作用下，噴射到網(wǎng)狀收集板 10上，以及密封連通在網(wǎng)狀收集板10上方的去蒸餾水水管9 ；傳輸單元包括與網(wǎng)狀收集板10下方密封管接的蠕動(dòng)泵11，以及管接在蠕動(dòng)泵11出口的除泡器12，收集到的溶液，在蠕動(dòng)泵11的帶動(dòng)下，經(jīng)輸送管道進(jìn)入除泡器12，在除泡 器12中去掉氣泡后，送往離子色譜儀進(jìn)行分析。本實(shí)用新型采用連續(xù)液化方式，采用水蒸氣遇冷表面后快速冷凝的原理，用水蒸 氣發(fā)生器7產(chǎn)生的高溫飽和水蒸氣與常溫大氣樣品快速混合，通過(guò)水蒸氣的突然降溫，形 成超飽和狀態(tài)后的水蒸氣，超飽和狀態(tài)后的水蒸氣快速冷凝到大氣顆粒物表面導(dǎo)致細(xì)氣溶 膠粒子增長(zhǎng)變大，最后利用慣性碰撞原理將長(zhǎng)大后的細(xì)氣溶膠粒子收集于網(wǎng)狀收集板10， 并通過(guò)連續(xù)輸送的蒸餾水不斷沖洗網(wǎng)狀收集板10而得到連續(xù)流動(dòng)傳輸?shù)囊簯B(tài)樣品，直接 輸送到離子色譜儀進(jìn)行分析。以上是對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種污染性氣溶膠快速傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡 述，用于幫助理解本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它 的任何未背離本實(shí)用新型原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方 式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種污染性氣溶膠快速傳輸裝置，其特征在于由增長(zhǎng)單元、液化單元和傳輸單元組成，其中增長(zhǎng)單元包括水蒸氣發(fā)生器，密封連接水蒸氣發(fā)生器出口的混合腔，密封連接在混合腔前端供含污染性氣溶膠空氣樣品吸入的空氣吸入口，以及密封連接在混合腔后端的增長(zhǎng)腔；液化單元包括密封連接在增長(zhǎng)腔后端的錐形噴嘴，間隔設(shè)置在錐形噴嘴前方的網(wǎng)狀收集板，所述網(wǎng)狀收集板與錐形噴嘴之間的空間設(shè)置為與外界密封，設(shè)置在錐形噴嘴前端密封連接抽氣泵的抽氣管，以及密封連通在網(wǎng)狀收集板上方的去離子水水管；傳輸單元包括與網(wǎng)狀收集板下方密封管接的蠕動(dòng)泵，以及管接在蠕動(dòng)泵出口的除泡器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染性氣溶膠快速傳輸裝置，其特征在于所述混合腔為一T 型玻璃管，水蒸氣發(fā)生器、空氣吸入口和增長(zhǎng)腔分別連接在T型玻璃管的不同管口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染性氣溶膠快速傳輸裝置，其特征在于所述增長(zhǎng)腔為外 徑20mm長(zhǎng)240mm內(nèi)壁光滑的不銹鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污染性氣溶膠快速傳輸裝置，其特征在于所述增長(zhǎng)腔外設(shè) 置有風(fēng)扇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染性氣溶膠快速傳輸裝置，其特征在于所述水蒸氣發(fā)生 器由加熱電阻絲、鉬電阻溫度探測(cè)器以及控制器組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染性氣溶膠快速傳輸裝置，其特征在于所述空氣吸入口 設(shè)置為錐形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染性氣溶膠快速傳輸裝置，其特征在于所述抽氣泵為真 空薄膜抽氣泵。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種污染性氣溶膠快速傳輸裝置，由增長(zhǎng)單元、液化單元和傳輸單元組成，其中增長(zhǎng)單元包括水蒸氣發(fā)生器、混合腔、空氣吸入口以及增長(zhǎng)腔；液化單元包括錐形噴嘴、網(wǎng)狀收集板以及離子水水管；傳輸單元包括蠕動(dòng)泵以及管接在蠕動(dòng)泵出口的除泡器；本實(shí)用新型提供可用于連續(xù)將氣溶膠粒子液化，并傳輸給分析儀器進(jìn)行分析的傳輸裝置，本實(shí)用新型具有能一體化對(duì)氣溶膠采集、液化、傳輸和去除氣泡等優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)氣溶膠粒子無(wú)濾膜采樣、連續(xù)液化、無(wú)氣泡傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，特別適用于城市空氣中污染性氣溶膠的分析采樣。
文檔編號(hào)G01N1/38GK201561890SQ20092026118
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者劉明, 陳志華, 馬光明 申請(qǐng)人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司