专利名称：污染性气溶胶快速传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气溶胶传输装置，尤其是涉及一种从污染性空气中快速收集 气溶胶并将其传递给分析仪器的污染性气溶胶快速传输装置。
背景技术：
气溶胶是空气中悬浮的固态或液态颗粒的总称，典型大小为0. 01 10微米，有自 然污染和人类污染两种来源，来源于自然界的，如火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、 海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的抱子花粉、流星燃烧所产生的 细小微粒和宇宙尘埃等，有的是由于人类活动，如煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及 车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。当气溶胶的浓度达到足够高时，将对人类健 康造成威胁，尤其是对哮喘病人及其他有呼吸进疾病的人群。空气中的气溶胶还能传播真 菌和病毒，这可能会导致一些地区疾病的流行和爆发。因此，对于气溶胶的研究，越来越成 为科学家、制造业公司和政府部门关心的焦点。常规的气溶胶采样是使用滤膜采集，然后将 样品送入实验室进行分析。这种方法测量时间长，离线分析也会使气溶胶粒子成分发生变 化，给测量带来误差。
发明内容针对以上提出的问题，本实用新型目的在于提供一种可快速连续地将气溶胶粒子 液化，并传输给分析仪器进行分析的污染性气溶胶快速传输装置。本实用新型是通过以下技术措施实现，一种污染性气溶胶快速传输装置，由增长 单元、液化单元和传输单元组成，其中增长单元包括水蒸气发生器，密封连接水蒸气发生 器出口的混合腔，密封连接在混合腔前端供含污染性气溶胶空气样品吸入的空气吸入口， 以及密封连接在混合腔后端的增长腔，混合腔为水蒸气和空气样品提供混合空间，增长腔 主要给气溶胶粒子提供增长时间并尽可能去除多余的水蒸气；液化单元包括密封连接在增 长腔后端的锥形喷嘴，间隔设置在锥形喷嘴前方网状收集板，所述网状收集板与锥形喷嘴 之间的空间设置为与外界密封，设置在锥形喷嘴前端密封连接抽气泵的抽气管，以及密封 连通在网状收集板上方的去离子水水管；传输单元包括与网状收集板下方密封管接的蠕动 泵，以及管接在蠕动泵出口的除泡器，收集到的溶液，在蠕动泵的带动下，经输送管道进入 除泡器，在除泡器中去掉气泡后，通过快速接头的连接将液体送往离子色谱仪进行分析。本实用新型采用连续液化方式，采用水蒸气遇冷表面后快速冷凝的原理，用水蒸 气发生器产生的高温饱和水蒸气与常温大气样品快速混合，通过水蒸气的突然降温，形成 超饱和状态后的水蒸气，超饱和状态后的水蒸气快速冷凝到大气颗粒物表面导致细气溶胶 粒子增长变大，最后利用惯性碰撞原理将长大后的细气溶胶粒子收集于网状收集板，并通 过连续输送的淋洗液不断冲洗网状收集板而得到连续流动传输的液态样品，直接输送到离 子色谱仪进行分析。作为本实用新型的进一步改进，混合腔为一 T型玻璃管，从水蒸气发生器来的高温水蒸气和从空气吸入口来的空气样品以90度的相对方向在T型玻璃管中部碰撞混合，从 另一侧进入增长腔；增长腔主要考虑气溶胶粒子的增长时间，一般在0. 9-1. 1秒比较合适， 因此增长腔优选设置为外径20mm长240mm内壁光滑的不锈钢管，增长时间为1. 2秒，为了 保持水蒸气的过饱和率，提高气溶胶粒子的增长效率，并尽可能除去多余水蒸气，并可在增 长腔外使用风扇对增长腔进行降温；抽气泵优选真空薄膜抽气泵，抽气泵为气溶胶粒子提 供动力，使增长腔内增长后的气溶胶粒子在抽气泵的作用下，喷射到网状收集板上。作为本实用新型的更进一步改进，空气吸入口的设计成锥形进样口，可以获得合 适的气流速度，避免气流太慢容易在混合过程中形成紊流，也避免了气流太快则影响混合 效率，锥形进样口前端的小口径喉管可以提高气流速度和紊流效果，而锥形管后端的放射 设计可以提高与水蒸气的混合效率。本实用新型提供的污染性气溶胶快速传输装置可用于连续将气溶胶粒子液化，并 传输给分析仪器进行分析的传输装置，本实用新型具有能一体化对气溶胶采集、液化、传输 和去除气泡等优点，并能实现气溶胶粒子无滤膜采样、连续液化、无气泡传输的优点，特别 适用于城市空气中污染性气溶胶的化学成分分析采样。
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。污染性气溶胶快速传输装置，由增长单元、液化单元和传输单元组成，其中增长单元包括由加热电阻丝、钼电阻温度探测器以及控制器组成水蒸气发生器7 ； 密封连接水蒸气发生器7出口的混合腔1，密封连接在混合腔1前端供含污染性气溶胶空气 样品吸入的空气吸入口 6，空气吸入口 6为锥形管，这样可以获得合适的气流速度，避免气 流太慢容易在混合过程中形成紊流，也避免了气流太快则影响混合效率，锥形管前端的小 口径喉管可以提高气流速度和紊流效果，而锥形管后端的放射设计可以提高与水蒸气的混 合效率；混合腔1为水蒸气和空气样品提供混合空间，混合腔1为一 T型玻璃管，从水蒸气 发生器7来的高温水蒸气和从空气吸入口 6来的空气样品以90度的相对方向在T型玻璃 管中部碰撞混合，从另一侧进入增长腔2 ；密封连接在混合腔1后端的增长腔2，增长腔2主 要给气溶胶粒子提供增长时间并尽可能去除多余的水蒸气，增长腔2主要考虑气溶胶粒子 的增长时间，一般在0. 9-1. 1秒比较合适，因此增长腔2为外径20mm长240mm内壁光滑的 不锈钢管，增长时间为1.2秒，为了保持水蒸气的过饱和率，提高气溶胶粒子的增长效率， 并尽可能除去多余水蒸气，在增长腔2外有风扇8对增长腔2进行降温；液化单元包括密封连接在增长腔2后端的锥形喷嘴3，间隔设置在锥形喷嘴3前方 多层网状收集板10，网状收集板10与锥形喷嘴3之间的空间与外界密封，设置在锥形喷嘴 3前端密封连接真空薄膜抽气泵4的抽气管5，真空薄膜抽气泵4为气溶胶粒子提供动力， 使增长腔2内增长后的气溶胶粒子在真空薄膜抽气泵4的负压作用下，喷射到网状收集板 10上，以及密封连通在网状收集板10上方的去蒸馏水水管9 ；传输单元包括与网状收集板10下方密封管接的蠕动泵11，以及管接在蠕动泵11出口的除泡器12，收集到的溶液，在蠕动泵11的带动下，经输送管道进入除泡器12，在除泡 器12中去掉气泡后，送往离子色谱仪进行分析。本实用新型采用连续液化方式，采用水蒸气遇冷表面后快速冷凝的原理，用水蒸 气发生器7产生的高温饱和水蒸气与常温大气样品快速混合，通过水蒸气的突然降温，形 成超饱和状态后的水蒸气，超饱和状态后的水蒸气快速冷凝到大气颗粒物表面导致细气溶 胶粒子增长变大，最后利用惯性碰撞原理将长大后的细气溶胶粒子收集于网状收集板10， 并通过连续输送的蒸馏水不断冲洗网状收集板10而得到连续流动传输的液态样品，直接 输送到离子色谱仪进行分析。以上是对本实用新型所提供的一种污染性气溶胶快速传输装置的结构进行了阐 述，用于帮助理解本实用新型，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其它 的任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替 代、组合、简化，均应为等效的置换方 式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种污染性气溶胶快速传输装置，其特征在于由增长单元、液化单元和传输单元组成，其中增长单元包括水蒸气发生器，密封连接水蒸气发生器出口的混合腔，密封连接在混合腔前端供含污染性气溶胶空气样品吸入的空气吸入口，以及密封连接在混合腔后端的增长腔；液化单元包括密封连接在增长腔后端的锥形喷嘴，间隔设置在锥形喷嘴前方的网状收集板，所述网状收集板与锥形喷嘴之间的空间设置为与外界密封，设置在锥形喷嘴前端密封连接抽气泵的抽气管，以及密封连通在网状收集板上方的去离子水水管；传输单元包括与网状收集板下方密封管接的蠕动泵，以及管接在蠕动泵出口的除泡器。
2.根据权利要求1所述的污染性气溶胶快速传输装置，其特征在于所述混合腔为一T 型玻璃管，水蒸气发生器、空气吸入口和增长腔分别连接在T型玻璃管的不同管口。
3.根据权利要求1所述的污染性气溶胶快速传输装置，其特征在于所述增长腔为外 径20mm长240mm内壁光滑的不锈钢管。
4.根据权利要求3所述的污染性气溶胶快速传输装置，其特征在于所述增长腔外设 置有风扇。
5.根据权利要求1所述的污染性气溶胶快速传输装置，其特征在于所述水蒸气发生 器由加热电阻丝、钼电阻温度探测器以及控制器组成。
6.根据权利要求1所述的污染性气溶胶快速传输装置，其特征在于所述空气吸入口 设置为锥形。
7.根据权利要求1所述的污染性气溶胶快速传输装置，其特征在于所述抽气泵为真 空薄膜抽气泵。
专利摘要本实用新型公开了一种污染性气溶胶快速传输装置，由增长单元、液化单元和传输单元组成，其中增长单元包括水蒸气发生器、混合腔、空气吸入口以及增长腔；液化单元包括锥形喷嘴、网状收集板以及离子水水管；传输单元包括蠕动泵以及管接在蠕动泵出口的除泡器；本实用新型提供可用于连续将气溶胶粒子液化，并传输给分析仪器进行分析的传输装置，本实用新型具有能一体化对气溶胶采集、液化、传输和去除气泡等优点，并能实现气溶胶粒子无滤膜采样、连续液化、无气泡传输的优点，特别适用于城市空气中污染性气溶胶的分析采样。
文档编号G01N1/38GK201561890SQ20092026118
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者刘明, 陈志华, 马光明 申请人:宇星科技发展(深圳)有限公司