生物气溶胶采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及环境微生物采集技术领域，更加具体来说，本实用新型涉及一种生物气溶胶采集装置。


背景技术：

2.随着工业的发展，环境污染加剧。研究表明pm2.5颗粒(气溶胶的一种)进入人体到肺泡后，会直接影响肺的通气功能，使机体容易处于缺氧状态，会对人类健康产生重大危害。
3.气溶胶也是各种病毒的传播载体，病毒可依附在空气中气溶胶颗粒上，随着这些细微颗粒物吸入人体鼻腔、口腔、进而进入肺部诱发感染，生物气溶胶采集器由此应运而生。
4.现有的生物气溶胶采集器为人工手动开启或者人工预先设定开启采集时间，由于在人群出现的某一段时间可能是病毒载量最高的时刻，存在出现人群但是还没开启采集的情况，使得这部分人群的健康受到危害。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型创新地提供了一种生物气溶胶采集装置，通过人流探测器检测人群流动密度，根据人群流动启动生物气溶胶采集器，实现生物气溶胶采集器的即时开启，降低对人体健康的危害。
6.为实现上述的技术目的，本实用新型公开了一种生物气溶胶采集装置，包括人流探测器、生物气溶胶采集器和控制器，所述人流探测器和所述生物气溶胶采集器分别与所述控制器电连接，所述人流探测器用于检测人流密度；所述控制器用于当所述人流探测器检测的人流密度大于0时，控制所述生物气溶胶采集器开启。
7.进一步地，还包括噪声传感器，所述噪声传感器与所述控制器电连接，所述噪声传感器用于检测声音强度；所述控制器用于当所述噪声传感器检测的声音强度大于阈值时，控制调节所述生物气溶胶采集器的风量，使得声音强度低于所述阈值。
8.进一步地，所述生物气溶胶采集器的进气口连接有三通管，所述三通管的其中一个管口与所述生物气溶胶采集器的进气口连接，所述三通管的其他两个管口中靠近所述生物气溶胶采集器的管口连接有储水容器、另一个作为气溶胶进口，所述储水容器内设有雾化器，所述雾化器与所述控制器电连接。
9.进一步地，所述生物气溶胶采集器的出样口连接有采样瓶，所述采样瓶内设有液位传感器，所述液位传感器与所述控制器电连接。
10.进一步地，所述控制器还电连接有报警器。
11.进一步地，所述生物气溶胶采集器包括风机和旋风采样筒，所述旋风采样筒包括顶部的气旋通道、中部的采样直筒和底部的倒锥形筒，所述气旋通道包括进气通道和排气通道，所述进气通道与所述排气通道锐内切，所述排气通道的顶部与所述风机的进风口连
通，所述排气通道的底部与所述采样直筒顶部连通，所述采样直筒的底部与所述倒锥形筒的顶部密封连接。
12.进一步地，所述旋风采样筒的外壁上粘贴消音层和/或减震层。
13.进一步地，还包括壳体，所述人流探测器和噪声传感器嵌在所述壳体的外表面上，所述生物气溶胶采集器固定在所述壳体内、与所述壳体可拆卸连接，所述控制器固定在所述壳体内，所述生物气溶胶采集器的出样口延伸出所述壳体外。
14.进一步地，还包括电池，所述电池固定在所述壳体内，所述电池为可充电电池，所述壳体上嵌有充电接口。
15.本实用新型的有益效果为：
16.本实用新型的生物气溶胶采集装置通过人流探测器检测人群流动，根据人群流动自适应启动生物气溶胶采集器，实现生物气溶胶采集器的即时开启，降低对人体健康的危害。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例的生物气溶胶采集装置的结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例的生物气溶胶采集装置的电路原理图；
19.图3是本实用新型实施例的生物气溶胶采集器的结构示意图；
20.图4是本实用新型另一实施例的生物气溶胶采集器的结构示意图；
21.图5是本实用新型实施例的旋风采样筒的结构示意图。
22.图中，
23.1、壳体；2、控制器；31、人流探测器；32、噪声传感器；33、三通管；34、储水容器；35、雾化器；36、液位传感器；37、报警器；4、生物气溶胶采集器；41、风机；42、旋风采样筒；421、气旋通道；4211、排气通道；4212、进气通道；422、采样直筒；423、倒锥形筒；5、电池；6、风机遮盖；8、采样瓶；10、通风连接管。
具体实施方式
24.下面结合说明书附图对本实用新型提供的生物气溶胶采集装置进行详细的解释和说明。
25.本实施例具体公开了一种生物气溶胶采集装置，如图1和2所示，包括人流探测器31、生物气溶胶采集器4和控制器2，人流探测器31和生物气溶胶采集器4分别与控制器2电连接，人流探测器31用于检测人流密度；控制器2用于当人流探测器31检测的人流密度大于0时，控制生物气溶胶采集器4开启，生物气溶胶采集器4开启后采集生物气溶胶；即当有人经过的时候便即时开启生物气溶胶采集器进行采集，降低对人体健康的危害。
26.控制器还可用于当人流探测器31检测到人流密度降为0且持续一段时间时，控制生物气溶胶采集器4关闭，不进行采集；即如果一段时间内无人，则关闭生物气溶胶采集器。该持续的时间段可预先设定存储在控制器内，比如5分钟内，如果无人经过，则控制器控制生物气溶胶采集器4关闭。根据人群流动来自动化智能控制生物气溶胶采集器4的启闭，降低人群接触病毒的概率。
27.在一些实施例中，生物气溶胶采集装置还包括噪声传感器32，噪声传感器32与控
制器2电连接，噪声传感器32用于检测声音强度；控制器2用于当噪声传感器32检测的声音强度大于阈值时，控制调节生物气溶胶采集器4的风量，使得声音强度低于阈值。声音强度的阈值可根据实际需要设置，噪声传感器用于检测周围环境的声音强度，即噪声大小，由于周边的环境本身存在一定的噪声，生物气溶胶采集器4运行采集过程中也会产生较大的噪声，通过设置阈值和控制器的控制，将噪声保持在人能接受且舒适的范围内，在达到采集效果的同时尽可能降低采集过程中的噪声污染。控制器调节的风速只要使得声音强度低于阈值即可，不需要过于低，保证采集的效率。通过噪声传感器检测周围环境声音强度并自适应调节生物气溶胶采集器的风量，在达到采集效果的同时尽可能降低采集过程中的噪声污染。
28.本实施例的控制器为现有常用的控制器，其控制方法采用现有控制方法。
29.如图1所示，本实施例的生物气溶胶采集装置还包括壳体1，所有的部件均集成在壳体1上，便于采集装置整体的移动和整洁性。人流探测器31和噪声传感器32嵌在壳体1的外表面上，生物气溶胶采集器4固定在壳体1内、与壳体1可拆卸连接，壳体为可拆卸的拼接式壳体，比如由前后壳体拼接而成，便于打开和内部部件的拆装，便于生物气溶胶采集器4的维修或更换。生物气溶胶采集器4的出样口延伸出壳体1外，生物气溶胶采集器4的进气口和出样口保持与壳体1外部连通，控制器2固定在壳体1内。
30.本实施例的生物气溶胶采集装置还包括电池5，电池5固定在壳体1内，电池5为各电子器件进行供电，电池5为可充电电池，壳体1上嵌有充电接口。
31.壳体1外壁上还固定有提手，提手也固定在壳体的后壁上，方便用户转移生物气溶胶采集装置。
32.在一些实施例中，如图1所示，生物气溶胶采集器4的进气口连接有三通管33，三通管33的其中一个管口与生物气溶胶采集器4的进气口连接，三通管33的其他两个管口中靠近生物气溶胶采集器4的管口连接有储水容器34、另一个作为气溶胶进口，储水容器34内设有雾化器35，雾化器35与控制器2电连接，三通管33的未与其他设备连接的管口为气溶胶进口，且伸出壳体1外。储水容器和雾化器固定在壳体内部，壳体可设置为透明的，便于观察壳体内各部件的工作状况。控制器控制生物气溶胶采集器4开启的同时也控制雾化器35开启，经三通管的气溶胶进口进入的气溶胶先经雾化器雾化增加气溶胶颗粒粒径后经生物气溶胶采集器4的进气口进入生物气溶胶采集器4，进一步提高采集效率。
33.生物气溶胶采集器4的出样口连接有采样瓶8，采样瓶位于壳体1的外部，采样瓶用于收集生物气溶胶采集器4采集的气溶胶颗粒，采样瓶8内设有液位传感器36，气溶胶被雾化后会成为液态或液体包裹的固体，经生物气溶胶采集器4采集后最终聚集落入采样瓶中，集聚成液态，液位传感器36能检测采样瓶8中收集的雾化后气溶胶的量，达到一定量后可取下采样瓶8进行更换。液位传感器36与控制器电连接，液位传感器将检测的数据传输给控制器。
34.控制器2还电连接有报警器37。液位传感器36用于检测采样瓶内收集器的液体的量，当液位达到阈值时，液位传感器将信号传输给控制器，控制器控制报警器进行报警，提醒采样量达到要求，可更换采样瓶。报警器为声音报警器、光报警器或声光报警器，在本实施例中，报警器为蜂鸣器，且嵌在壳体的外表面上。
35.储水容器内也可设置一液位传感器，与控制器连接，控制器电连接一相应的报警
器，当储水容器内的液位传感器检测到储水容器内的液位低于预设阈值时，液位传感器将信号传输给控制器，控制器控制相应的报警器报警，提示需要向储水容器内加水。可通过打开壳体的方式向储水容器内加水，可以人工判断加水量。也可以在储水容器上连接加液管，加液管的加液端延伸出壳体外，直接从加液端加注水，此时可在控制器内预先设置最高水位阈值，当液位传感器检测到水位达到最高水位阈值时，报警器进行报警，提示停止加水。
36.如图3-5所示，生物气溶胶采集器4包括风机41和旋风采样筒42，风机41为可调速的涡轮风机，在空间不大的地方采样可以选用小风量，空间大的可以选用大风量，可根据实际场景选择，风机41与控制器电连接，控制器控制风机41开启，生物气溶胶采集器4便开始采集气溶胶颗粒。风机41与壳体的外部连通。如图5所示，旋风采样筒42包括顶部的气旋通道421、中部的采样直筒422和底部的倒锥形筒423,，气旋通道421包括进气通道4212和排气通道4211，进气通道4212与排气通道4211锐内切，进气通道4212与排气通道4211内壁呈蜗壳状相切；进气通道4212的进气口为生物气溶胶采集器4的进气口，与三通管连接。排气通道4211的底部与采样直筒422连通，排气通道4211的底部与采样直筒422顶部连通，采样直筒422的底部与倒锥形筒423的顶部密封连接，倒锥形筒423的顶部与采样直筒422的底部固定且同轴连接，气流由进气通道4212进气口沿排气通道4211和采样直筒422内壁切向进入旋风采样筒；倒锥形筒423的底部与采样瓶8密封连接，利用旋风式离心原理进行离心采样，倒锥形筒423与采样瓶8螺纹连接或者卡扣连接，便于拆卸和更换。
37.壳体1并不是规则的筒状或方体。比如在壳体在靠近底部的侧部设有为内凹状，类似于饮水机的形状，采样瓶位于内凹处的壳体1外，生物气溶胶采集器4的倒锥形筒423底部也延伸出壳体1外，便于采样瓶8的连接和拆卸。
38.如图3所示，排气通道4211的顶部与风机41的进风口连通并通过螺钉固定，风机41的进风口、排气通道4211、采样直筒422和倒锥形筒423依次同轴连接，风机41的上方固定有风机遮盖6，风机遮盖6与旋风采样筒42固定连接，风机41与旋风采样筒42之间固定有密封垫，紧密贴合保持气密性，密封垫固定在排气通道4211和风机41进风口之间，实现密封连接，保证采样效果，风机41与旋风采样筒42形成密封的采样通道。
39.如图4所示，在另一实施例中，风机41的进风口通过通风连接管10与旋风采样筒42固定连接，通风连接管10可为弯管，改变风机41的安装方向，通风连接管10为90
°
弯管，使得风机41的进风口为水平方向，通风连接管10可为软管或硬管。风机41远离通风连接管10的一端固定有风机遮盖6，风机遮盖6遮盖在风机上且与通风连接管10固定连接，通风连接管10的两个端部可设置托盘用于与风机遮盖6和旋风采样筒42通过螺栓连接，风机41与通风连接管10之间固定有密封垫，风机41、通风连接管10及旋风采集筒42形成密封的采样通道。
40.由电池驱动涡轮风机抽气在旋风采样筒内形成负压，运用旋风离心分离原理设计旋风采样筒，将进入旋风采样筒的气体进行固气分离，底部连接采样瓶时，将空气中气溶胶富集到旋风采样筒底部的采样瓶里，富集气溶胶的空气样品在采样瓶形成气旋，实现采集。
41.本实施例利用风机运转时产生的风力，以及密封圈连接的涡轮风机和旋风采样筒，使旋风采样筒内形成很大的负压，这样可以使空气中的气溶胶因负压的关系进入到旋风采样筒内。当气溶胶经雾化后由切向进气口进入旋风采样筒时，气流由直线运动变为圆周运动，旋转气流的绝大部分沿旋风采样筒内壁呈螺旋形向下、朝向倒锥形筒423底部流动，通常称此为外旋气流。含颗粒气溶胶在旋转过程中产生离心力，将相对密度大的颗粒甩
向旋风采样筒内壁面。颗粒一旦与旋风采样筒壁面接触，便失去径向惯性力而依靠向下的动量和重力作用沿壁面下落，进入采样瓶内。
42.而雾化后的气溶胶颗粒粒径和密度增大，更多的气溶胶颗粒甩向旋风采样筒内壁面，进而被收集，提高采集效率。
43.在一些实施例中，旋风采样筒42的外壁上粘贴消音层和/或减震层，消音层减少离心分离时的噪声，减震层减少风机41运行产生的震动，进一步减少采样器振动产生的噪声。消音层采用常用的消音材料(如陶瓷纤维)制成、包裹在旋风采样筒42的外壁上。减震层采用常用的减震材料(如泡沫、珍珠棉、泡棉等)制成、包裹在旋风采样筒42的外壁上。在本实施例中，旋风采样筒42的外壁上由内而外粘贴有减震层和消音层。
44.本实施例的生物气溶胶采集装置可根据人群流动自动控制开启和关闭，减少人群接触病毒的概率；且能根据噪声大小调节生物气溶胶采集装置的风量，将噪声控制在一定范围内，在达到采集效果的同时尽可能降低采集过程中的噪声污染。设置雾化器，增加气溶胶颗粒粒径，提高采集效率。
45.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
48.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。