微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，计算机控制器控制的颗粒物定量雾化器产生的固体颗粒物气溶胶进入混合舱，经过大颗粒筛网的筛选得到微小固体颗粒气溶胶经混合出口进入平衡舱，平衡舱的电动控温装置、搅匀风扇、稀释喷嘴和平衡出气口将微小固体颗粒气溶胶进行控温搅拌及稀释，通过输出道口进入球形标定舱，标定舱的中部水平线位置开有数个标定接口能够接入相关标定仪器来实现检测和标定功能，标定舱连接的标定流量控制器精确调整舱内的微小固体颗粒气溶胶的稳恒流量和浓度，排气处理装置将排出的气体经颗粒物过滤器内过滤后通过负压泵抽吸安全排放。本发明的有益效果是：可以进行微小固体颗粒气溶胶的高精度稳恒标定来满足环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域的特殊需求。
【专利说明】微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置。
【背景技术】
[0002]当前在环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域急切需要利用一种即能够产生高精度的微小固体颗粒气溶胶又能对其进行稳恒测试、标定、评估、检验等科学研究的实验装置，这种实验装置一般是由一个能够产生高精度的微小固体颗粒气溶胶发生设备和一个能够对其进行稳恒标定的装置组成，一般的固体颗粒气溶胶发生设备大都采用气流直吹样品产生固体颗粒气溶胶，浓度不可控制，产生的固体颗粒的粒径也都是大小不一，而且对样本要求苛刻，必须是非粘性粉末或粉尘否则就不能实验产生固体颗粒气溶胶等等，对固体颗粒气溶胶的标定也是采取采样后用其他设备进行测试标定，中间过程复杂并受外界污染干扰，精度低数据不准确，达不到当前科学研究的要求，从而制约了相关科学研究的发展。因此研发一个既可以对任何性质的粉末或粉尘进行精确控制浓度的粉尘雾化产生微小固体颗粒气溶胶并能对其进行高精度稳恒标定的实验装置已成为当前的迫切需要。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明的目的是提供一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，能够产生高精度的微小固体颗粒气溶胶又能对其进行高精度稳恒测试、标定、评估、检验等科学研究，来满足环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域科研的特殊需求。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，由计算机控制器控制的颗粒物定量雾化器产生的定量浓度固体颗粒物气溶胶进入混合舱，经过大颗粒筛网的筛选得到混合均匀的微小固体颗粒气溶胶，再经混合出口进入平衡舱，平衡舱的电动控温装置、搅匀风扇、稀释喷嘴和平衡出气口将微小固体颗粒气溶胶进行控温搅拌并稀释成所需要的浓度和流量，通过输出道口进入球形标定舱，标定舱的中部水平线位置开有数个标定接口能够接入相关标定仪器来实现检测和标定功能，标定舱连接的标定流量控制器精确调整标定舱内的微小固体颗粒气溶胶的稳恒流量和浓度，排气处理装置将排出的气体抽吸到颗粒物过滤器内过滤后通过负压泵抽吸安全排放。
[0005]本发明的有益效果是:发明了一种既可以对任何性质的粉末或粉尘进行精确控制浓度的粉尘雾化产生高精度的微小固体颗粒气溶胶又能对其进行稳恒测试、标定、评估、检验等科学研究的实验装置，能够精确调整标定舱内的微小固体颗粒气溶胶的稳恒流量和浓度，直接在标定舱内进行测试标定，过程简单无干扰，数据准确，可以满足环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域的特殊需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]附图为本发明结构的示意图。
[0007]图中: 1、计算机控制器 2、标定出气口 3、高精度固体颗粒浓度检测仪4、相关标定仪器 5、流量控制器 6、干燥过滤器 7、压力钢瓶8、高纯度惰性气源9、控温管路 10、电动控温装置11、稀释喷咀 12、输出道口 13、内标定密封盖14、长圆管
15、外标定密封盖16、标定接口 17、微量负压泵18、标定流量控制器 19、无压抽管20、颗粒物过滤器21、排气处理装置22、负压泵23、外筒 24、内筒 25、平衡出气口 26、搅匀风扇 27、大颗粒筛网 28、拍击器 29、拍击电机30、颗粒物定量雾化器 31、数据线 32、收集罐33、混合舱 34、雾化喷咀 35、混合出口36、平衡舱 37、标定舱。
【具体实施方式】
[0008]结合附图及实施例对本发明加以说明。
[0009]如附图所示，本发明提供一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，是由混合舱33、平衡舱36和标定舱37组成，混合舱33是由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的密封舱室，整体呈圆筒形，混合舱33的上部和下部均为圆锥状的结构，密封舱室的下方侧壁开有小口向内引入一个喷口向上的雾化喷嘴34，颗粒物定量雾化器30形成的一定浓度的微小固体颗粒雾化气溶胶通过雾化喷嘴34进入混合舱33内向上扩散，混合舱33内中上部安装一个边缘密封固定的大颗粒筛网27，在大颗粒筛网27中间装有拍击电机29和拍击器28，能够根据不同频率拍击大颗粒筛网27，将大颗粒筛网27筛选下的较大颗粒物震落下来，混合舱33的下部的圆锥底部开有一个小口连接着收集罐32，随时收集和容纳沉降下来的大颗粒固体颗粒物，混合舱33的上部圆锥顶部开有一个混合出口 35与平衡舱36相连；平衡舱36是由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的密封舱室，整体设计为圆筒形结构，圆筒一周的侧壁和顶部都装有电动控温装置10，平衡舱36底部偏心一侧有混合出口 35连通混合舱33，平衡舱36内与混合出口 35正对的上方侧壁上垂直装有一个搅匀风扇26，搅匀风扇26上方装有平衡出气口 25，平衡舱36顶部另一侧开有输出道口 12与标定舱37连通，位于输出道口 12下边装有高精度固体颗粒浓度检测仪3，在高精度固体颗粒浓度检测仪3下边装有稀释喷嘴11 ;标定舱37是由绝缘耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的密封舱室，整体设计为具有标准体积的圆球形结构，整个球形标定舱37的最底部开口和平衡舱36通过输出道口 12密封连接，在整个球形标定舱37的最顶部开有标定出气口 2和流量控制器5密封连接，在整个球形标定舱37的中部一圈水平线位置开有多个标定接口 16分别接入高精度固体颗粒浓度检测仪3或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器4用来实现检测和标定功能；标定接口 16是由坚硬耐腐蚀材料做成的内部中空的长圆管14，长圆管14中间部分密封连接到球形标定舱37的中部一圈水平线位置开有的多个圆孔上，长圆管14在球形标定舱37外的部分装有外标定密封盖15，打开时可以密封连接高精度固体颗粒浓度检测仪3或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器4用来实现检测和标定功能，长圆管14在球形标定舱37内部的部分装有内标定密封盖13，其能在连接高精度固体颗粒浓度检测仪3或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器4时关闭以保证标定舱37内环境稳定和密封；高纯度惰性气源8是由压力钢瓶7和干燥过滤器6组成的，高纯度惰性气源8提供的惰性气体通过控温管路9和流量控制器5分成二路分别供给颗粒物定量雾化器30和平衡舱36下部的稀释喷嘴11进行雾化和稀释，由于高纯度惰性气源8提供的惰性气体具有稳定的理化特性加上通过精确控制流量的流量控制器5和控温管路9，因此能够保证输入到颗粒物定量雾化器30和平衡舱36下部的稀释喷嘴11进行雾化和稀释的惰性气体体积标准恒定；高纯度惰性气源8供应定量稳恒惰性气体到颗粒物定量雾化器30，产生定量浓度的固体颗粒气溶胶通过雾化喷嘴34进入到混合舱33，经过混合舱33上部的大颗粒筛网27的筛选后得到混合均匀的微小固体颗粒气溶胶，经由混合舱33正上方圆锥顶部的混合出口 35直接送入到平衡舱36，平衡舱36内装有电动控温装置10能够保证平衡舱36始终维持在一个恒温的环境，搅匀风扇26、稀释喷嘴11和平衡出气口 25将混匀舱33送入的微小固体颗粒气溶胶进行控温搅拌均匀并稀释成所需要的浓度和流量，通过平衡舱36上部的输出道口 12进入球形标定舱37，使用球形标定舱37上的标定接口 16接入的高精度固体颗粒浓度检测仪3或者相关标定仪器4进行检测和标定，标定流量控制器18是由微量负压泵17和流量控制器5组成的部件，微量负压泵17输入端串联连接一个流量控制器5连接到球形标定舱37顶部的标定出气口 2，微量负压泵17的输出端连接到排气处理装置21内的其中一个无压抽管19的输入端，根据实验的标定要求微量负压泵17和流量控制器5联合作用能够控制调节标定舱37内的标定气体流量；球形标定舱37顶部连通的标定流量控制器18根据实验的需要精确调整标定舱37内的微小固体颗粒气溶胶的流量和浓度，排气处理装置21是由两个并列的无压抽管19、颗粒物过滤器20和负压泵22组合而成的部件，其中无压抽管19是一个内外双筒结构的气流管路，外筒一端开放作为无压抽管19稀释气体的入口，另一端密封连接到负压泵22作为无压抽管19的输出端，内筒24固定在外筒23同心的中轴上，一端深入连通到外筒23内部，另一端变细延伸出外筒23作为无压抽管19的输入端，两个并列的无压抽管19的输入端一个连接到微量负压泵17输出端，另一个连接到平衡出气口 25，两个并列的无压抽管19的输出端汇集到一个颗粒物过滤器20后连接到负压泵22，无压抽管19的深入插套结构能够保证抽气管路内既无任何压力干扰平衡舱36和标定舱37，又能够及时将平衡出气口 25和标定出气口 2排出的气体完全抽吸到颗粒物过滤器20内过滤，然后通过负压泵22的抽吸安全排放；计算机控制器I通过数据线31控制流量控制器5、颗粒物定量雾化器30、平衡舱36的电动控温装置10和搅匀风扇26、高精度固体颗粒浓度检测仪3、相关标定仪器4和负压泵22。
[0010]实施例:
使用一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置对任何性质的粉末或粉尘进行精确控制浓度的粉尘雾化产生微小固体颗粒气溶胶并能对其进行高精度稳恒标定的科学实验时，首先准备好高纯度惰性气源8，其中的压力钢瓶7要装满实验用惰性气体，将实验用的粉末或粉尘装入颗粒物定量雾化器30里，清理干净混合舱33里的大颗粒筛网27、高纯度惰性气源8中的干燥过滤器6和排气处理装置21的颗粒物过滤器20，清空收集和容纳沉降下来的大颗粒固体颗粒物的收集罐32，根据实验的需要在标定舱37的标定接口 16上接好实验用的高精度固体颗粒浓度检测仪3或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器4，接通计算机控制器I的电源,打开高纯度惰性气源8开始提供惰性气体,惰性气体通过控温管路9和流量控制器5分成二路分别供给颗粒物定量雾化器30和平衡舱36下部的稀释喷嘴11进行雾化和稀释，由于高纯度惰性气源8提供的惰性气体具有稳定的理化特性加上通过精确控制流量的流量控制器5和控温管路9，因此能够保证输入到颗粒物定量雾化器30和平衡舱36下部的稀释喷嘴11进行雾化和稀释的惰性气体体积标准恒定；高纯度惰性气源8供应定量稳恒惰性气体到颗粒物定量雾化器30，根据实验需要通过计算机控制器I调节流量控制器5得到需要的浓度和流量，颗粒物定量雾化器30内的粉末或粉尘雾化形成的一定浓度的微小固体颗粒雾化气溶胶通过雾化喷嘴34进入混合舱33内向上扩散，根据实验要求设定拍击电机29和拍击器28的频率拍击大颗粒筛网27，将大颗粒筛网27筛选下的较大颗粒物震落下来，混合舱33的下部的圆锥底部开有一个小口连接着，沉降下来的大颗粒固体颗粒物随时被收集到收集罐32里，其余经过混合舱33上部的大颗粒筛网27的筛选后得到的混合均匀的微小固体颗粒气溶胶经由混合舱33正上方圆锥顶部的混合出口 35直接送入到平衡舱36，高纯度惰性气源8提供的惰性气体到达平衡舱36下部的稀释喷嘴11对混合舱33送入的微小固体颗粒气溶胶进行稀释，通过计算机控制器I调节流量控制器5得到需要的浓度和流量，平衡舱36内的电动控温装置10由计算机控制器I控制保证平衡舱36始终维持在一个恒温的环境，搅匀风扇26在计算机控制器I的控制下将根据实验要求将已经恒温稀释的微小固体颗粒气溶胶搅拌均匀，通过平衡舱36上部的输出道口 12进入球形标定舱37，平衡舱36内的气体经平衡出气口 25排出后进入排气处理装置21，经颗粒物过滤器20过滤后通过计算机控制器I控制负压泵22的抽吸安全排放，期间可以使用高精度固体颗粒浓度检测仪3随时检查平衡舱36内的固体颗粒浓度，当不符合实验要求时随时进行调整；打开球形标定舱37上的标定接口 16接入的实验用的高精度固体颗粒浓度检测仪3或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器4的电源，根据实验的标定要求控制调节标定流量控制器18的微量负压泵17和流量控制器5，就能够控制调节标定舱37内的标定气体流量；也就能精确调整标定舱37内的微小固体颗粒气溶胶的流量和浓度，进行微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定和检测；标定舱37的标定出气口 2排出的气体经颗粒物过滤器20过滤后通过计算机控制器I控制负压泵22的抽吸安全排放；当使用微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置进行高精度稳恒标定的科学实验完成后，关闭计算机控制器I的电源，关闭高纯度惰性气源8停止供气，标定和检测后的结果将进行进一步的科学分析和研究。
【权利要求】
1.一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，其特征是:由混合舱(33)、平衡舱(36)和标定舱(37)组成，高纯度惰性气源(8)供应定量稳恒惰性气体到颗粒物定量雾化器(30)，产生定量浓度的固体颗粒气溶胶通过雾化喷嘴(34)进入到混合舱(33)，经过混合舱(33)上部的大颗粒筛网(27)的筛选后得到混合均匀的微小固体颗粒气溶胶，经由混合舱(33)正上方圆锥顶部的混合出口( 35)直接送入到平衡舱(36)，平衡舱(36)内装有电动控温装置(10)能够保证平衡舱(36)始终维持在一个恒温的环境，搅匀风扇(26)、稀释喷嘴(11)和平衡出气口(25)将混匀舱(33)送入的微小固体颗粒气溶胶进行控温搅拌均匀并稀释成所需要的浓度和流量，通过平衡舱(36)上部的输出道口(12)进入球形标定舱(37)，在球形标定舱(37)的中部一圈水平线位置开有多个标定接口(16)能够分别接入高精度固体颗粒浓度检测仪(3)或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器(4)用来实现检测和标定功能，球形标定舱(37)顶部连通的标定流量控制器(18)根据实验的需要精确调整标定舱(37)内的微小固体颗粒气溶胶的流量和浓度，连接在标定流量控制器(18)和平衡出气口(25)后边的排气处理装置(21)即可保证抽气管路内既无任何压力干扰平衡舱(36)和标定舱(37)，又能够及时将平衡出气口(25)和标定出气口(2)排出的气体及时完全抽吸到颗粒物过滤器(20 )内过滤，然后通过负压泵(22 )抽吸安全排放，计算机控制器(I)通过数据线(31)控制流量控制器(5)、颗粒物定量雾化器(30)、平衡舱(36)的电动控温装置(10)和搅匀风扇(26)、高精度固体颗粒浓度检测仪(2)、相关标定仪器(4)和负压泵(22)。
2.根据权利要求1所述的一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，其特征是:所述混合舱(33)是由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的密封舱室，整体呈圆筒形，混合舱(33)的上部和下部均为圆锥状的结构，密封舱室的下方侧壁开有小口向内引入一个喷口向上的雾化喷嘴(34)，颗粒物定量雾化器(30)形成的一定浓度的微小固体颗粒雾化气溶胶通过雾化喷嘴(34)进入混合舱(33)内向上扩散，混合舱(33)内中上部安装一个边缘密封固定的大颗粒筛网(27)，在大颗粒筛网(27)中间装有拍击电机(29)和拍击器(28)，能够根据不同频率拍击大颗粒筛网(27)，将大颗粒筛网(27)筛选下的较大颗粒物震落下来，混合舱(33)的下部的圆锥底部开有一个小口连接着收集罐(33)，随时收集和容纳沉降下来的大颗粒固体颗粒物，混合舱(33)的上部圆锥顶部开有一个混合出口(35)与平衡舱(36)相连。
3.根据权利要求1所述的一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，其特征是:所述平衡舱(36)是由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的密封舱室，整体设计为圆筒形结构，圆筒一周的侧壁和顶部都装有电动控温装置(10)，平衡舱(36)底部偏心一侧有混合出口(35)连通混合舱(33)，平衡舱(36)内与混合出口(35)正对的上方侧壁上垂直装有一个搅匀风扇(26 )，搅匀风扇(26 )上方装有平衡出气口( 25 )，平衡舱(36 )顶部另一侧开有输出道口(12)与标定舱(37)连通，位于输出道口(12)下边装有高精度固体颗粒浓度检测仪(3)，在高精度固体颗粒浓度检测仪(3)下边装有稀释喷嘴(11)。
4.根据权利要求1所述的一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，其特征是:所述标定舱(37)是由绝缘耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的密封舱室，整体设计为具有标准体积的圆球形结构，整个球形标定舱(37)的最底部开口和平衡舱(36)通过输出道口( 12)密封连接，在整个球形标定舱(37)的最顶部开有标定出气口( 2)和流量控制器(5)密封连接，在整个球形标定舱(37)的中部一圈水平线位置开有多个标定接口( 16)分别接入高精度固体颗粒浓度检测仪(3)或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器(4)用来实现检测和标定功能。
5.根据权利要求1所述的一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，其特征是:所述标定接口(16)是由坚硬耐腐蚀材料做成的内部中空的长圆管(14)，长圆管(14)中间部分密封连接到球形标定舱(37)的中部一圈水平线位置开有的多个圆孔上，长圆管(14)在球形标定舱(37)外的部分装有外标定密封盖(15)，打开时可以密封连接高精度固体颗粒浓度检测仪(3)或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器(4)用来实现检测和标定功能，长圆管(14)在球形标定舱(37)内部的部分装有内标定密封盖(13)，其能在连接高精度固体颗粒浓度检测仪(3)或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器(4)时关闭以保证标定舱(37)内环境稳定和密封。
6.根据权利要求1所述的一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，其特征是:所述高纯度惰性气源(8)是由压力钢瓶(7)和干燥过滤器(6)组成的，高纯度惰性气源(8)提供的惰性气体通过控温管路(9)和流量控制器(5)分成二路分别供给颗粒物定量雾化器(30)和平衡舱(36)下部的稀释喷嘴(11)进行雾化和稀释，由于高纯度惰性气源(8)提供的惰性气体具有稳定的理化特性加上通过精确控制流量的流量控制器(5)和控温管路(9)，因此能够保证输入到颗粒物定量雾化器(30 )和平衡舱(36 )下部的稀释喷嘴(11)进行雾化和稀释的惰性气体体积标准恒定。
7.根据权利要求1所述的一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，其特征是:所述标定流量控制器(18)是由微量负压泵(17)和流量控制器(5)组成的部件，微量负压泵(17)输入端串联连接一个流量控制器(5)连接到球形标定舱(37)顶部的标定出气口(2)，微量负压泵(17)的输出端连接到排气处理装置(21)内的其中一个无压抽管(19)输入端，根据实验的标定要求微量负压泵(17)和流量控制器(5)联合作用能够控制调节标定舱(37)内的标定气体流量。
8.根据权利要求1所述的一种微小固体颗粒气溶胶高精度稳恒标定装置，其特征是:所述排气处理装置(21)是由两个并列的无压抽管(19)、颗粒物过滤器(20)和负压泵(22)组合而成的部件，其中无压抽管(19)是一个内外双筒结构的气流管路，外筒一端开放作为无压抽管(19)稀释气体的入口，另一端密封连接到负压泵(22)作为无压抽管(19)的输出端，内筒(24)固定在外筒(23)同心的中轴上，一端深入连通到外筒(23)内部，另一端变细延伸出外筒(23)作为无压抽管(19)的输入端，两个并列的无压抽管(19)的输入端一个连接到微量负压泵(17)输出端，另一个连接到平衡出气口(25)，两个并列的无压抽管(19)的输出端汇集到一个颗粒物过滤器(20)后连接到负压泵(22)，无压抽管(19)的深入插套结构能够保证抽气管路内既无任何压力干扰平衡舱(36)和标定舱(37)，又能够及时将平衡出气口( 25)和标定出气口( 2)排出的气体完全抽吸到颗粒物过滤器(20)内过滤，然后通过负压泵(22)的抽吸安全排放。
【文档编号】G01N15/06GK104251809SQ201410470124
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】范维林 申请人:天津开发区合普工贸有限公司