一種微生物氣溶膠濃縮採樣器的製作方法
2023-04-24 17:04:41
專利名稱：一種微生物氣溶膠濃縮採樣器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採樣器，特別是關於一種微生物氣溶膠濃縮採樣器。
背景技術：
氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的多種固體微粒和液體微小顆粒，有的來源於自然界，如火山噴發的煙塵、被風吹起的土壤微粒、海水飛濺揚入大氣後而被蒸發的鹽粒、微生物、植物的孢子花粉、流星燃燒所產生的細小微粒和宇宙塵埃等；有的是由於人類活動產生的，如煤、油及其他礦物燃料的燃燒物質，以及車輛產生的廢氣排放至空氣中的大量煙粒等。當氣溶膠的濃度達到足夠高時，將對人類健康造成威脅，尤其是對哮喘病人及其他有呼吸疾病的人群。空氣中的含有生物粒子的氣溶膠(即微生物氣溶膠)還能傳播病原微生物，會導致一些疾病特別是傳染病的流行和爆發。其中，流感是目前世界上傳播最廣和流行時間最長的一種呼吸道傳染病，它具有起病急、傳染性強、基因異變等特點。上個世紀，世界上共爆發了五次流感大流行，造成上千萬的人口死亡。其病原體為流感病毒，主要通過空氣飛沫(微生物氣溶膠的一種)傳播，而且人群對流感病毒也是普遍易感的。另外空氣中還廣泛存在分枝桿菌、嗜肺軍團菌等微生物氣溶膠，造成人群感染結核、軍團病等。目前國內外對微生物氣溶膠的採集分析方法研究不多，大多使用濾膜採樣或撞擊式採樣。但上述採樣方法採集效率低，當大氣中微生物濃度較低但可以造成人群感染時，被檢出的可能性卻很小。並且當採氣量增大時，會增加採樣時間，微生物粒子活性降低；同時微生物粒子的反彈，容易形成二次汙染等。
發明內容針對上述問題，本實用新型提供了一種採樣效率高，能夠避免長時間採樣對微生物活性的損傷，避免形成二次汙染，提高低濃度病原微生物氣溶膠檢出率的微生物氣溶膠濃縮米樣器。為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於它包括濃縮器，所述濃縮器上連接有總流量氣路、主流量氣路和小流量氣路；所述主流量氣路上依次設置有主流量傳感器和主流量採樣泵；所述小流量氣路的輸出端連接液體衝擊式微生物採樣器，所述液體衝擊式微生物採樣器通過氣路連接乾燥瓶，所述乾燥瓶通過氣路連接小流量採樣泵，所述乾燥瓶和小流量採樣泵之間的氣路上依次設置有小流量傳感器和小流量調節閥；所述主流量傳感器和小流量傳感器均電連接數位訊號處理器，所述數位訊號處理器還電連接人機界面和所述主流量採樣泵。所述濃縮器為虛擬撞擊結構，其包括一濃縮器殼體，所述濃縮器殼體頂部連接所述總流量氣路，側部連接所述主流量氣路，底部連接所述小流量氣路；所述濃縮器殼體內設置有加速板，所述加速板上間隔設置有若干銳角切割型噴嘴，所述加速板下方設置有一接收板，所述接收板上與所述銳角切割型噴嘴相對應的位置設置有接收噴嘴。所述總流量氣路內的氣體流量範圍為80 1501/min ;所述主流量氣路內的氣體流量與所述小流量氣路內的氣體流量的比值範圍為5 I 10 : I。所述加速板與所述接收板構成的虛擬撞擊器的切割粒徑範圍為da50 = I. 0
4.0 u m0所述主流量傳感器和小流量傳感器均採用壓差傳感器和絕壓傳感器的組合。本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型採用多噴嘴虛擬撞擊結構，通過多個加速噴嘴和接收噴嘴代替傳統的衝擊平板構成氣溶膠濃縮器，能夠使加速噴嘴氣流(主流量)中的微生物粒子與氣流分離而進入接收噴嘴氣流(小流量)中，因此，與傳統的微生物氣溶膠採樣方法相比，本實用新型可以數倍提高微生物氣溶膠的濃度(提高的倍數等於主流量與小流量的比值)，提高低濃度病原微生物氣溶膠檢出率。2、本實用新型採用液體衝擊式微生物採樣器，經過虛擬撞擊濃縮後的微生物氣溶膠可以通過微生物採樣器中的液體收集，其收集效率高，同時能夠避免生物粒子與採集平板的碰撞、損傷活性、形成二次汙染等問題。3、本實用新型採用液體衝擊式微生物採樣器與虛擬撞擊結 構的濃縮器聯合使用，採集相同氣體量所需要的時間大大縮短，不僅滿足了現場大量樣本採集的需要，同時採集相同時間，採集到的氣體量增多，避免了長時間採樣對微生物活性的損傷，提高了微生物氣溶膠的採樣效率。4、本實用新型通過設置數位訊號處理器對主流量採樣泵進行流量控制，通過主流量傳感器和小流量傳感器的採集信息，進行處理並將信息輸出給人機界面，通過人機界面監測主流量和小流量是否滿足採樣要求，自動化程度高。本實用新型結構設置簡單巧妙，操作方便，採樣效率高，能夠避免長時間採樣對微生物活性的損傷，避免重新形成汙染，能夠提高低濃度微生物氣溶膠的檢出率，可廣泛用於微生物氣溶膠的採樣過程中。
圖I是本實用新型結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行詳細的描述。如圖I所示，本實用新型包括虛擬撞擊結構濃縮器I，虛擬撞擊結構濃縮器I上連接有總流量氣路2、主流量氣路3和小流量氣路4 ;主流量氣路3上依次設置有主流量傳感器5和主流量採樣泵6。小流量氣路4的輸出端連接液體衝擊式微生物採樣器7，液體衝擊式微生物採樣器7通過氣路連接乾燥瓶8，乾燥瓶8通過氣路連接小流量採樣泵9，乾燥瓶8和小流量採樣泵9之間的氣路上依次設置有小流量傳感器10和小流量調節閥11。主流量傳感器5和小流量傳感器10均電連接數位訊號處理器12，數位訊號處理器12還電連接主流量採樣泵6和人機界面13。如圖I所示，本實用新型的虛擬撞擊結構濃縮器I包括一濃縮器殼體14，濃縮器殼體14頂部連接總流量氣路2，側部連接主流量氣路3，底部連接小流量氣路4。濃縮器殼體14內設置有加速板15，加速板15上間隔設置有若干銳角切割型噴嘴，銳角切割型噴嘴可以是「V」形收縮加速噴嘴16，加速板15下方設置有一接收板17，接收板17上與「V」形收縮加速噴嘴16相對應的位置設置有接收噴嘴18。採集的空氣樣品通過濃縮器殼體14頂部的總流量氣路2進入到虛擬撞擊結構濃縮器I中，空氣樣品中的微生物氣溶膠經過加速板15上的「V」形收縮加速噴嘴16加速後，進入加速板15和接收板17的空間內，大於切割粒徑的氣溶膠粒子由於慣性大，其運動方向不隨主流量向兩側發生偏轉，而是直接向下運動進入接收板17上的接收噴嘴18，形成小流量，而小於切割粒徑的粒子則會隨主流量發生90°偏轉。這樣總流量中大於切割粒徑的氣溶膠粒子就被「濃縮」或「分離」到小流量中。本實用新型的採樣方法包括以下步驟I)通過人機界面13向數位訊號處理器12中輸入採樣流量和採樣時間等信息，數位訊號處理器12將信息進行處理後，發出信號給主流量採樣泵6，控制主流量的採樣範圍；同時通過小流量調節閥11，調節小流量採樣泵9的採樣範圍。2)微生物氣溶膠樣品通過虛擬撞擊結構濃縮器I頂部的總流量氣路2輸入到虛擬撞擊結構濃縮器I中，微生物氣溶膠隨總氣流經過加速板15上的「V」形收縮加速噴嘴16加速後，進入加速板15和接收板17之間；其中，大於切割粒徑的氣溶膠粒子由於慣性大，其運動方向不隨主流量向兩側發生偏轉，而是直接向前運動進入接收噴嘴18，形成小流量通 過小流量氣路4流出；而小於切割粒徑的氣溶膠粒子則會隨主流量發生90°偏轉，通過主流量氣路3流出。3)主流量通過主流量氣路3排入大氣，同時主流量採樣泵6控制主流量的流量範圍，主流量傳感器5進行流量數據採集，並將採集信息傳送給數位訊號處理器12 ;小流量通過小流量氣路4進入液體衝擊式微生物採樣器7，通過液體衝擊式微生物採樣器7採集微生物後，通過乾燥瓶8乾燥後排入大氣，同時，小流量採樣泵9控制小流量的流量範圍，小流量傳感器10進行流量數據採集，並將採集信息傳送給數位訊號處理器12。4)數位訊號處理器12將主流量傳感器5和小流量傳感器10採集到的信息進行處理，輸入給人機界面13，便於監測採集流量範圍是否在設置範圍內。上述實施例中，步驟I)中，進入虛擬撞擊結構濃縮器I的總流量範圍為80 1501/min ;主流量與小流量的比值(濃縮比)範圍為5 I 10 : I。上述實施例中，步驟2)中，虛擬撞擊結構濃縮器I切割粒徑範圍為da50 = I. 0
4.0 u m0上述實施例中，步驟3)中，液體衝擊式微生物採樣器7用於採集微生物氣溶膠，採集完成後，可以用於後續的微生物檢測等。上述實施例中，主流量傳感器5和小流量傳感器10均可以採用壓差傳感器和絕壓傳感器的組合。上述實施例中，虛擬撞擊結構濃縮器可以和Biosampler-微生物採樣器聯用。上述各實施例僅用於說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。
權利要求1.一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於它包括濃縮器，所述濃縮器上連接有總流量氣路、主流量氣路和小流量氣路；所述主流量氣路上依次設置有主流量傳感器和主流量採樣泵；所述小流量氣路的輸出端連接液體衝擊式微生物採樣器，所述液體衝擊式微生物採樣器通過氣路連接乾燥瓶，所述乾燥瓶通過氣路連接小流量採樣泵，所述乾燥瓶和小流量採樣泵之間的氣路上依次設置有小流量傳感器和小流量調節閥；所述主流量傳感器和小流量傳感器均電連接數位訊號處理器，所述數位訊號處理器還電連接人機界面和所述主流量採樣泵。
2.如權利要求I所述的一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於所述濃縮器為虛擬撞擊結構，其包括一濃縮器殼體，所述濃縮器殼體頂部連接所述總流量氣路，側部連接所述主流量氣路，底部連接所述小流量氣路；所述濃縮器殼體內設置有加速板，所述加速板上間隔設置有若干銳角切割型噴嘴，所述加速板下方設置有一接收板，所述接收板上與所述銳角切割型噴嘴相對應的位置設置有接收噴嘴。
3.如權利要求I所述的一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於所述總流量氣路內 的氣體流量範圍為80 1501/min ;所述主流量氣路內的氣體流量與所述小流量氣路內的氣體流量的比值範圍為5:1 10:1。
4.如權利要求2所述的一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於所述總流量氣路內的氣體流量範圍為80 1501/min ;所述主流量氣路內的氣體流量與所述小流量氣路內的氣體流量的比值範圍為5:1 10:1。
5.如權利要求2或4所述的一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於所述加速板與所述接收板構成的虛擬撞擊器的切割粒徑範圍為da50=l. 0 4. 0 ii m。
6.如權利要求I或2或3或4所述的一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於所述主流量傳感器和小流量傳感器均採用壓差傳感器和絕壓傳感器的組合。
7.如權利要求5所述的一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於所述主流量傳感器和小流量傳感器均採用壓差傳感器和絕壓傳感器的組合。
專利摘要本實用新型涉及一種微生物氣溶膠濃縮採樣器，其特徵在於它包括虛擬撞擊結構的濃縮器，濃縮器上連接有總流量氣路、主流量氣路和小流量氣路；主流量氣路上依次設置有主流量傳感器和主流量採樣泵；小流量氣路的輸出端連接液體衝擊式微生物採樣器，液體衝擊式微生物採樣器通過氣路連接乾燥瓶，乾燥瓶通過氣路連接小流量採樣泵，乾燥瓶和小流量採樣泵之間的氣路上依次設置有小流量傳感器和小流量調節閥；主流量傳感器和小流量傳感器均電連接數位訊號處理器，數位訊號處理器還電連接人機界面和主流量採樣泵。本實用新型採樣效率高，能夠避免長時間採樣對微生物活性的損傷，避免重新形成汙染，能夠提高低濃度微生物氣溶膠的檢出率，可廣泛用於室內外微生物氣溶膠的採集。
文檔編號G01N1/24GK202614566SQ201220149609
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者梁曉軍, 張晶, 張寶瑩, 許庭芳, 王立, 劉凡, 朱一川 申請人:北京綠林創新數碼科技有限公司