气溶胶扩散干燥管及pm2.5气溶胶浓缩富集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型用于对气流中的小颗粒物进行干燥，尤其涉及一种气溶胶扩散干燥管及具有该气溶胶扩散干燥管的PM2.5气溶胶浓缩富集系统。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，工厂和汽车排放的废气越来越多，容易使大气浑浊，视野模糊并导致能见度恶化，从而出现雾霾天气。雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗。二氧化硫、氮氧化物为气态污染物，可吸入颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。颗粒物的英文缩写为PM，北京监测的是ΕΜ2^，也就是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒。这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体，若人体吸收这些颗粒物，将会对人体造成的伤害不得而知，因此研究大气中污染物颗粒的潜在危险势在必行。
[0003]为了研究污染物颗粒的危害性，通常使动物吸收这些污染物颗粒，观察动物的反映和对动物进行解剖等来了解雾霾中的颗粒物的危害性。然而，这些颗粒物在大气中的浓度相对较低，若直接用于动物实验，需要的周期长，效果不够明显。如何有效地采集大气中的ΡΜ2.5微粒，并将大气中的ΡΜ2.5微粒应用于动物口鼻或全身暴露实验是亟待解决的技术问题。发明人提出了一种能够对大气中的ΡΜ2.5微粒进行浓缩富集的装置，然而，该装置生成的含有高浓度的ΡΜ2.5微粒的气流具有较大的湿度，需要对气流进行干燥，现有的干燥方法一般将干燥剂或者具有干燥剂的干燥袋放置于气流通道中，发明人发现流出管路的气流不满足使用要求，且发现产生这种情况的原因在于，气流中的颗粒物容易与干燥剂或干燥袋发生碰撞，使流出的气流不满足使用要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的旨在提供一种气溶胶扩散干燥管及具有该气溶胶扩散干燥管的ΡΜ2.5气溶胶浓缩富集系统。
[0005]为此，本实用新型提供了一种气溶胶扩散干燥管，其包括外管和在外管内延伸的内管，所述内管的管壁上具有多个微孔，以使所述内管内的气流中的水分经由所述多个微孔被所述外管与所述内管之间盛放的干燥剂吸收，或使所述外管与所述内管之间的气流中的水分经由所述多个微孔被所述内管内盛放的干燥剂吸收。
[0006]进一步地，所述内管为微孔管、渗水管或钢丝编织管。
[0007]进一步地，所述内管上微孔的开孔率为90%至96%。
[0008]进一步地，所述外管由透明材质制成。
[0009]进一步地，所述气溶胶扩散干燥管还包括:两个中央具有通孔的端盖，分别设置在所述外管的两端，以封闭所述外管和所述内管直接之间的端部开口，且每个端盖的通孔与内管连通。
[0010]进一步地，所述气溶胶扩散干燥管还包括:两个支架，沿所述外管的延伸方向间隔地固定在所述外管上。
[0011]进一步地，所述气溶胶扩散干燥管还包括设置于所述外管和所述内管之间的干燥剂。
[0012]进一步地，所述干燥剂为硅胶干燥剂。
[0013]本实用新型还提供了一种PM2.5气溶胶浓缩富集系统，其包括:
[0014]冲击切割器，配置成接收气流，并至少部分地去除所述气流中空气动力学当量直径大于2.5 μ m的颗粒物；
[0015]加湿装置，配置成接收来自所述冲击切割器的气流，以使来自所述冲击切割器的气流与所述加湿装置产生的水汽混合；
[0016]至少一个冷冻装置，每个所述冷冻装置配置成接收来自所述加湿装置的混合气流并降低所述混合气流的温度，以使所述混合气流中至少部分颗粒物的空气动力学当量直径增长至大于或等于2.5 μπι;和
[0017]至少一个浓缩分离装置，每个所述浓缩分离装置配置成接收来自一个所述冷冻装置的气流，并将来自该冷冻装置的气流分流成第一气流和第二气流，且使来自该冷冻装置的气流中、空气动力学当量直径增长至大于或等于2.5 μπι的所有颗粒物的部分或全部位于所述第一气流中；以及
[0018]上述任一种气溶胶扩散干燥管，配置成接收和干燥来自所述至少一个浓缩分离装置的所述第一气流。
[0019]本实用新型的气溶胶扩散干燥管及ΡΜ2.5气溶胶浓缩富集系统中因为内管上具有多个微孔，能够使干燥剂有效地对气流，特别是气溶胶，进行干燥。此外，本实用新型的气溶胶扩散干燥管的结构简单、加工方便、成本低。
[0020]进一步地，本实用新型的气溶胶扩散干燥管及ΡΜ2.5气溶胶浓缩富集系统中，由于气溶胶不与干燥剂直接接触，避免了传统干燥方法中气溶胶与干燥剂的碰撞损失，具有仅去除水分而不影响气溶胶成分及浓度的优点，可以广泛应用与气溶胶分析及相关领域。
[0021]进一步地，本实用新型的气溶胶扩散干燥管及ΡΜ2.5气溶胶浓缩富集系统中外管由透明材质制成，可便于观察干燥剂吸水之后的颜色变化。
【附图说明】
[0022]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0023]图1为根据本实用新型一个实施例的气溶胶扩散干燥管的示意性结构；
[0024]图2为根据本实用新型一个实施例的气溶胶扩散干燥管的示意性剖视图；
[0025]图3为根据本实用新型一个实施例的ΡΜ2.5气溶胶浓缩富集系统的示意性结构图。
【具体实施方式】
[0026]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。
[0027]图1为根据本实用新型一个实施例的气溶胶扩散干燥管500的示意性结构，图2为根据本实用新型一个实施例的气溶胶扩散干燥管500的示意性剖视图。如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种气溶胶扩散干燥管500。该气溶胶扩散干燥管500可包括外管510和在外管510内延伸的内管520，内管520的管壁上具有多个微孔，以使内管520内的气流中的水分经由多个微孔被外管510与内管520之间盛放的干燥剂吸收，或使外管510与内管520之间的气流中的水分经由多个微孔被内管520内盛放的干燥剂吸收。具体地，该气溶胶扩散干燥管500还可包括干燥剂，例如硅胶干燥剂，干燥剂可设置在外管510和内管520之间。
[0028]在本实用新型的一些优选的实施例中，内管520为微孔管、渗水管或钢丝编织管。进一步地，内管520上微孔的开孔率为90%至96%。也就是说，微孔的总面积占内管520的周壁面积的90%至96%。
[0029]为了便于观察外管510和内管520之间的干燥剂的变化情况，外管510可由透明材质制成。例如，外管510可为玻璃管或树脂管。
[0030]在本实用新型的一些实施例中，气溶胶扩散干燥管500还包括:两个中央具有通孔的端盖530，分别设置在外管510的两端，以封闭外管510和内管520直接之间的端开口，且每个端盖530的通孔与内管520连通。气溶胶扩散干燥管500也还包括:两个支架540，沿外管510的延伸方向间隔地固定在外管510上，两个支架540可用于支撑。
[0031]图3为根据本实用新型一个实施例的PM2.5气溶胶浓缩富集系统的示意性结构图。本实用新型实施例还提供了一种PM2.5气溶胶浓缩富集系统。该PM2.5气溶胶浓缩富集系统包括冲击切割器100、加湿装置200、至少一个冷冻装置300和至少一个浓缩分离装置 400。
[0032]具体地，冲击切割器100配置成接收气流，并至少部分地去除气流中空气动力学当量直径大于2.5 μπι的颗粒物。加湿装置200配置成接收来自冲击切割器100的气流，以使来自冲击切割器100的气流与加湿装置200产生的水汽混合，同时可使气流升温。每个冷冻装置300配置成接收来自加湿装置200的混合气流并降低混合气流的温度，以使混合气流中至少部分颗粒物的空气动力学当量直径增长至大于或等于2.5 μπι。也就是说加湿装置200和冷冻装置300能够使混合气流中的颗粒物结核长大。
[0033]每个浓缩分离装置400配置成接收来自一个冷冻装置300的气流，并将来自该冷冻装置300的气流分流成第一气流和第二气流。特别地，每个浓缩