一种小型化大流量浓缩采样设备的制作方法

1.本实用新型涉及微生物气溶胶采集器技术领域，尤其是涉及一种小型化大流量浓缩采样设备。


背景技术：

2.在现有技术中，关于大气颗粒物的研究主要与非生物性粒子相关，而关于生物气溶胶的形成和控制研究相对较少，但生物性气溶胶不但会对室内外环境产生影响，甚至会危害人体健康，所以展开生物气溶胶的监测研究变具有重要意义，对生物气溶胶的监测研究工作首先就是要进行气溶胶样品的采集工作，目前常用的气溶胶采集方式有过滤式采样、撞击式采样、液体冲击式采样以及静电采样等，而无论采用哪种方式对微生物进行采集的设备均不具有自动加载采样介质的功能，只能依靠手动对采样介质进行加载，加液精度较低，自动化程度低，间接降低了采样效率，实用性差。
3.申请号为：202020168402.3的中国实用新型专利公开了一种湿壁气旋式生物气溶胶采样器，其技术方案是包括气旋室，气旋室由下至上依次包括空气入口、气旋室壁和空气出口；气旋室壁上设置有采样液，采样液形成液膜，配置成吸收与气旋室壁接触的颗粒物；循环供液系统，包括监测系统和送液装置，配置成监测液膜动态液量并实时向气旋室壁上补给采样液；捕集液输送系统，与气旋室连接，用于抽取气旋室内富集后的采样液并输送至采样管或检测分析装置；控制系统，同时与气旋室、循环供液系统和捕集液输送系统连接，用于控制气旋室、循环供液系统和捕集液输送系统的正常运行以及外界通讯。然而该种湿壁气旋式生物气溶胶采样器结构较为复杂，设备体积较大，不便于携带，无法对采样介质进行自动加载，加液精度较低，自动化程度低，间接降低了采样效率，无法实现高效的大流量空气采集，无法保证人机交互功能的实现，实用性差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种小型化大流量浓缩采样设备。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的技术方案是：
6.一种小型化大流量浓缩采样设备，包括设备箱以及设备盖，所述设备箱架设在地面上，所述设备盖设置在所述设备箱上端，所述设备箱内部为中空结构，还包括用于进行微生物气溶胶采集的采样机构、用于为采样机构制造负压采集环境的气路机构、用于对采样机构进行采样介质自动加载的加液机构以及用于控制设备工作的电控机构，采样机构位于所述设备箱一端，气路机构对应采样机构位于所述设备箱内部，加液机构位于所述设备箱一端且与采样机构相邻设置，电控机构位于所述设备盖上端。
7.采样机构包括采样进气罩、采样杯以及采样出气管，所述采样进气罩设置在所述设备箱与设备盖连接处的一端且与所述设备箱以及所述设备盖固定连接，所述采样进气罩的一侧设有采样进气口，采样进气口位于所述设备箱与所述设备盖连接处的端部，所述采样进气罩内部对应采样进气口环绕盘设有进气通路，进气通路与采样进气口连通，采样进
气口以及进气通路将采样机构内部与外部环境连通，所述采样杯设置在所述采样进气罩底部且其上端与所述采样进气罩螺纹连接，所述采样杯与所述采样进气罩内部设置的进气通路连通，所述采样出气管设置在所述采样进气罩上部且与所述采样进气罩插接，所述采样出气管一端的底部贯穿所述采样进气罩，所述采样出气管与所述采样进气罩以及所述采样杯连通。
8.所述采样杯的内侧上部为圆筒形，其下部呈倒锥形，所述采样杯内部设有pbs溶液，所述采样进气罩以及所述采样出气管均位于所述设备箱内部，所述采样杯位于所述设备箱外部。
9.气路机构包括气路连通管以及气路出气口，所述气路连通管设置在所述设备箱内部且其一端与采样出气管远离采样进气罩的一端连通，所述气路出气口对应所述气路连通管设置在所述设备箱远离采样进气罩的一端且与所述设备箱固定连接，所述气路出气口与所述气路连通管远离采样出气管的一端连通，所述气路出气口与所述设备箱外部气源连通。
10.加液机构包括加液蠕动泵、加液电磁阀以及气泡传感器，所述加液蠕动泵设置在所述设备箱设有采样杯的一端且其上端与所述设备箱固定连接，所述加液蠕动泵与采样杯相邻设置且位于所述设备箱外部，所述加液蠕动泵的输出端位于所述设备箱内部，所述加液电磁阀设置在所述加液蠕动泵的输出端且与所述加液蠕动泵固定连接，所述加液电磁阀通过加液管与采样进气罩以及采样杯连通，所述气泡传感器设置在采样进气罩远离加液电磁阀的一侧且与采样进气罩固定连接。
11.电控机构包括电控单元以及控制面板，所述电控单元设置在所述设备盖上端远离采样机构的一侧且与所述设备盖固定连接，所述控制面板设置在所述电控单元上部一侧且与所述电控单元固定连接，所述电控单元与加液蠕动泵、加液电磁阀、气泡传感器以及所述控制面板均电性连接。
12.还包括电池，所述电池对应所述电控单元设置在所述设备箱内部远离采样机构的一侧底部且通过支架与所述设备箱固定连接，所述电池与所述电控单元电性连接。
13.还包括电源航插以及通信航插，所述电源航插对应所述电池设置在所述设备箱远离采样机构的一端且与所述设备箱固定连接，所述电源航插与所述电池电性连接，所述通信航插对应所述电控单元设置在所述设备箱远离采样机构的一端且与所述设备箱固定连接，所述通信航插与所述电控单元电性连接，所述电源航插与所述通信航插并列间隔设置，所述设备箱对应所述电源航插以及所述通信航插设有凹槽，所述电源航插以及所述通信航插通过凹槽与所述设备箱呈嵌入式设置。
14.还包括提手，所述提手设置在所述设备盖上端远离电控单元的一侧且与所述设备盖固定连接。
15.还包括支撑块，所述支撑块有若干个，若干个所述支撑块间隔设置在所述设备箱底部周侧且与所述设备箱固定连接，所述设备箱通过所述支撑块架设在地面上。
16.本实用新型的有益效果是：
17.结构简单，设备结构紧凑，体积小，便于携带，设有采样机构，可实现将大量环境空气中的气溶胶颗粒采集到少量液体介质中，有利于后续生物气溶胶定性、定量的检测分析，设有气路机构，可实现高效的大流量空气采集，并且采样流量可调，采样效率高，设有加液
机构，可对采样机构中的采样介质进行自动加载，提升加液控制精度，自动化程度高，设有电控机构，可实现设备长时间连续采样工作，保证人机交互功能的实现，实用性强。
附图说明
18.图1是本实用新型整体结构示意图；
19.图2是本实用新型采样机构与设备箱配合示意图；
20.图3是本实用新型采样机构侧面剖视图；
21.图4是本实用新型采样机构结构示意图；
22.图5是本实用新型电性连接图；
23.图6是本实用新型设备箱与电源航插以及通信航插配合示意图。
24.图中：1、设备箱；2、设备盖；3、采样进气罩；4、采样杯；5、采样出气管；6、气路连通管；7、气路出气口；8、加液蠕动泵；9、加液电磁阀；10、气泡传感器；11、电控单元；12、控制面板；13、电池；14、电源航插；15、通信航插；16、提手；17、支撑块。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述，
26.一种小型化大流量浓缩采样设备，包括设备箱1以及设备盖2，设备箱1架设在地面上，设备盖2设置在设备箱1上端，设备箱1内部为中空结构，还包括用于进行微生物气溶胶采集的采样机构、用于为采样机构制造负压采集环境的气路机构、用于对采样机构进行采样介质自动加载的加液机构以及用于控制设备工作的电控机构，采样机构位于设备箱1一端，气路机构对应采样机构位于设备箱1内部，加液机构位于设备箱1一端且与采样机构相邻设置，电控机构位于设备盖2上端，本实用新型整体结构示意图如图1所示。
27.采样机构包括采样进气罩3、采样杯4以及采样出气管5，采样进气罩3设置在设备箱1与设备盖2连接处的一端且与设备箱1以及设备盖2固定连接，采样进气罩3的一侧设有采样进气口，采样进气口位于设备箱1与设备盖2连接处的端部，采样进气罩3内部对应采样进气口环绕盘设有进气通路，进气通路与采样进气口连通，采样进气口以及进气通路将采样机构内部与外部环境连通，采样杯4设置在采样进气罩3底部且其上端与采样进气罩3螺纹连接，采样杯4与采样进气罩3内部设置的进气通路连通，采样出气管5设置在采样进气罩3上部且与采样进气罩3插接，采样出气管5一端的底部贯穿采样进气罩3，采样出气管5与采样进气罩3以及采样杯4连通，采样机构通过采样进气罩3、采样杯4以及采样出气管5配合，进行气旋式采样，可保证微生物颗粒的更多活性外，还可减少采样液飞溅的损失，其中，采样进气罩3用于为采样杯4提供安装支撑，采样杯4用于对空气中的微生物颗粒进行采样，采样出气管5用于与气路机构连通，采样进气罩3上的采样进气口位于采样杯4顶部侧面，进气通路配合采样进气口设置为切向进气口，保证气流沿切向方向进入采样杯4内，本实用新型采样机构与设备箱1配合示意图如图2所示。
28.采样杯4的内侧上部为圆筒形，其下部呈倒锥形，采样杯4内部设有pbs溶液，采样进气罩3以及采样出气管5均位于设备箱1内部，采样杯4位于设备箱1外部，本实用新型采样机构侧面剖视图如图3所示，其中，采样杯4设计上部为圆筒形状、下部为锥形形状，在气路机构的驱动下环境空气沿切向入口方向进入采样杯4内，形成沿锥形采样杯4内壁高速旋转
的气流，气流中粒子比气体的惯性大，在气流中分离后撞击采样杯4内壁上的液体，实现了空气气溶胶粒子的分离采集，分离效果好且对气溶胶冲击损伤小，pbs溶液为磷酸缓冲盐溶液，起溶解保护试剂的作用，本实用新型采样机构结构示意图如图4所示。
29.气路机构包括气路连通管6以及气路出气口7，气路连通管6设置在设备箱1内部且其一端与采样出气管5远离采样进气罩3的一端连通，气路出气口7对应气路连通管6设置在设备箱1远离采样进气罩3的一端且与设备箱1固定连接，气路出气口7与气路连通管6远离采样出气管5的一端连通，气路出气口7与设备箱1外部气源连通，气路机构通过气路连通管6以及气路出气口7配合，为采样机构提供负压采集环境，其中，气路连通管6用于与采样出气管5连通，气路出气口7用于将采样杯4内部空气排出从而为采样机构提供负压采集环境，外部气源可为采样风机或其它可制造负压环境的设备，并且可在设备内部增设采样风机，使采样风机的输入端与输出端分别与气路连通管6以及气路出气口7连通，使气源通过内置式结构置于设备箱1内部，保证设备体积不变的情况下无需连接外部气源即可实现制造负压采集环境的功能。
30.加液机构包括加液蠕动泵8、加液电磁阀9以及气泡传感器10，加液蠕动泵8设置在设备箱1设有采样杯4的一端且其上端与设备箱1固定连接，加液蠕动泵8与采样杯4相邻设置且位于设备箱1外部，加液蠕动泵8的输出端位于设备箱1内部，加液电磁阀9设置在加液蠕动泵8的输出端且与加液蠕动泵8固定连接，加液电磁阀9通过加液管与采样进气罩3以及采样杯4连通，气泡传感器10设置在采样进气罩3远离加液电磁阀9的一侧且与采样进气罩3固定连接，加液蠕动泵8与装有pbs溶液的容器连通，加液机构通过加液蠕动泵8、加液电磁阀9以及气泡传感器10配合，对采样杯4进行自动加液操作，其中，加液蠕动泵8用于将装有pbs溶液的容器中的pbs溶液通过加液电磁阀9加入采样杯4中，加液电磁阀9用于控制加液蠕动泵8与采样机构之间通路的通断，气泡传感器10用于检测采样杯4内部液体含量，从而提升加液控制精度。
31.电控机构包括电控单元11以及控制面板12，电控单元11设置在设备盖2上端远离采样机构的一侧且与设备盖2固定连接，控制面板12设置在电控单元11上部一侧且与电控单元11固定连接，电控单元11与加液蠕动泵8、加液电磁阀9、气泡传感器10以及控制面板12均电性连接，电控机构通过电控单元11以及控制面板12配合，对设备进行控制，实现人机交互，其中，电控单元11用于控制设备，控制面板12用于对电控单元11进行操控，本实用新型电性连接图如图5所示。
32.还包括电池13，电池13对应电控单元11设置在设备箱1内部远离采样机构的一侧底部且通过支架与设备箱1固定连接，电池13与电控单元11电性连接，其中，电池13为可充电锂离子电池13，在不接外部适配器的时候提供设备内部模块工作电源，满足设备室内、室外的使用要求，可采用大容量电池13模块支持设备连续长时间采样工作。
33.还包括电源航插14以及通信航插15，电源航插14对应电池13设置在设备箱1远离采样机构的一端且与设备箱1固定连接，电源航插14与电池13电性连接，通信航插15对应电控单元11设置在设备箱1远离采样机构的一端且与设备箱1固定连接，通信航插15与电控单元11电性连接，电源航插14与通信航插15并列间隔设置，设备箱1对应电源航插14以及通信航插15设有凹槽，电源航插14以及通信航插15通过凹槽与设备箱1呈嵌入式设置其中，电源航插14用于将电池13与外部电源进行连接，通讯航插用于将电控单元11与外部设备进行通
讯连接，本实用新型设备箱1与电源航插14以及通信航插15配合示意图如图6所示。
34.还包括提手16，提手16设置在设备盖2上端远离电控单元11的一侧且与设备盖2固定连接，其中，可通过提手16将设备提起，满足设备的便携使用需求。
35.还包括支撑块17，支撑块17有若干个，若干个支撑块17间隔设置在设备箱1底部周侧且与设备箱1固定连接，设备箱1通过支撑块17架设在地面上，其中，支撑块17用于为设备箱1提供安装支撑。
36.其中，可在设备箱1内部设置温湿度传感器，从而监测环境温湿度。
37.其中，可根据使用需求对支撑块17进行增设或者减设。
38.工作原理：
39.采样开始前既可以手动对采样杯4进行采样液的加入，也可以通过点击屏幕上的按钮进行加液操作，采用气泡传感器10来检测采样杯4内的液体是否达到默认的样本量，待加液完成后即可点击启动按钮进行采样操作，气路机构为采样机构制造负压采集环境，利用采样液与螺旋涡流气体发生作用，在采样杯4内壁形成水膜，从外部进入采样机构沿腔壁涡旋运动的气溶胶粒子横穿流线，与水膜发生碰撞，不同粒径的气溶胶粒子具有不同的动量，使目标粒径的粒子被阻留在采样液中，生成能直接检测的样本液。
40.本实用新型的有益效果是结构简单，设备结构紧凑，体积小，便于携带，设有采样机构，可实现将大量环境空气中的气溶胶颗粒采集到少量液体介质中，有利于后续生物气溶胶定性、定量的检测分析，设有气路机构，可实现高效的大流量空气采集，并且采样流量可调，采样效率高，设有加液机构，可对采样机构中的采样介质进行自动加载，提升加液控制精度，自动化程度高，设有电控机构，可实现设备长时间连续采样工作，保证人机交互功能的实现，实用性强。
41.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。