顆粒物實時採集裝置的製作方法
2023-10-06 13:42:19 1
專利名稱：顆粒物實時採集裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採樣裝置，更具體地說，本實用新型涉及一種氣體中可吸入、細微及超細微顆粒物的實時採樣裝置。
背景技術：
總懸浮顆粒物(TSP)是指大氣中粒徑在100μm以下的顆粒物；PM10是指空氣動力學直徑小於或等於10μm的大氣顆粒物，也稱可吸人顆粒物；PM2.5是指空氣動力學直徑小於或等於2.5μm的大氣顆粒物，也稱為細微顆粒物。細微顆粒物對人體健康的危害越來越引起人們的重視。大量研究結果表明，可吸入顆粒物會引起人們呼吸系統和心血管系統的疾病，甚至造成患病人群死亡率的增加。因此，研究可吸入顆粒物，尤其是細微顆粒物對人類健康的影響，必須採用先進及準確的監測設備為其提供技術保障。
目前的實時顆粒物監測儀一般分為兩個子系統實時測量系統和實時採樣系統。實時測量系統工作原理主要有四種振蕩天平法、β射線吸收法、光散射法和光吸收法，其目的是測量採樣系統採集的顆粒物質量。而在實時採樣方面，現有的顆粒物實時監測儀一般都是內置或外置大流量抽氣式空氣動力泵和顆粒物的篩分裝置作為採樣系統採樣泵安裝在篩分裝置後進行抽氣，顆粒物隨空氣通過錐形採樣管，經篩分裝置篩分後待測顆粒物進入分析系統，並通過分析室內安裝的測量系統，對顆粒物進行實時測量。由於空氣動力泵工作時或是採用外接交流電，或是配備蓄能量高的電池，因此造成整個採樣設備較大。因此設備在監測過程中需要人工控制和管理，不便於進行大規模顆粒物的普查。另外，該方法在採樣時不能對空氣中的水分進行過濾，必須通過加熱等措施去除水分以排除水分對計量的幹擾，加熱的同時也會使顆粒物的半揮發份損失，從而造成測量結果的偏差。
發明內容
本實用新型的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種氣體中可吸入、細微及超細微顆粒物的實時採樣裝置。
為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的本實用新型提供了一種顆粒物實時採集裝置，包括裝置的外殼和外殼內部空腔形成的採樣室，所述裝置的外殼上有一採樣口連接採樣室，採樣室內部位於採樣口兩側各設有一個採樣電極，採樣電極與電源連接。
作為本實用新型的一種改進，所述採樣室的內壁還附設有乾燥劑層。
作為本實用新型的一種改進，所述採樣電極是平板電極或弧形板電極。
作為本實用新型的一種改進，所述採樣室是圓柱形或立方形。
作為本實用新型的一種改進，所述電源是直流電源。
作為本實用新型的一種改進，所述電源是電池。
作為本實用新型的一種改進，所述採樣電極與電源之間還可設置有電壓調控電路和電源開關。
作為本實用新型的一種改進，在所述外殼上採樣口處設有一採樣口活動擋板。
作為本實用新型的一種改進，所述採樣口活動擋板與一自動開關裝置連接。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是本實用新型利用靜電吸附的原理對可吸入、細微和超細微顆粒物進行採樣，可以使本實用新型具備無空氣動力泵的採樣，可以有效地降低採樣系統的體積，確保採樣系統的微型化。同時採用帶乾燥劑的靜電吸附採樣方法不僅可以確保採樣過程中取出水分的幹擾，而且可以使顆粒物自帶的半揮發份不流失。本實用新型不僅可以提高採樣的精度，更重要的是為實時測量系統的安裝提供了方便，同時降低了整個監測儀器的體積和重量。
圖1為本實用新型中一個實施例的顆粒物實時採集裝置結構示意圖；圖2為圖1中顆粒物實時採集裝置的採樣室A-A向剖視圖；
具體實施方式
參考附圖，下面將結合實施例對本實用新型進行詳細描述。
實施例1中的顆粒物實時採集裝置如圖1和圖2所示。
顆粒物實時採集裝置，包括裝置的外殼1和外殼內部空腔形成的採樣室2，採樣室2的內壁附設有乾燥劑層10。裝置的外殼1上設有一採樣口3連接採樣室2，外殼上採樣口處設有一採樣口活動擋板4。採樣室2內部位於採樣口3兩側設有兩個採樣電極5、6，採樣電極5、6與直流電源7連接，採樣電極5、6與電源7的電路上還設置有電壓調控電路8和電源開關9。本實施例中可選用5～20V鋰電池作為電源。
本實施例中的採樣室2為立方形，採樣電極5、6是平板電極。當然採樣室2可以根據實際需要採樣其他形狀，例如圓柱形，採樣電極5、6可以相應地選用弧形板電極或其他形狀的電極。
為減少水分對測量精度的幹擾，本實用新型中的採樣室內附置乾燥劑層10用於去除水分保留顆粒物及其有效的半揮發份。
本實用新型中的裝置採樣的實現方式是通過人工或自動開關裝置打開採樣口2的活動擋板4，飄塵進入採樣口3後，乾燥劑層10去除純水分，顆粒物依據所攜帶電荷屬性和電極的電位差分別遷移到採樣電極5、6上。採樣完畢後，採用人工或自動的方式關閉活動擋板4。
在製作過程中應注意以下幾個問題(1)採樣前應確保採樣室2與採樣口3密封，防止採樣之前顆粒物進入採樣室。(2)採樣電極5、6必須放置在採樣口的兩側，確保採樣時大顆粒物不會降落到電極上。
本實用新型實現的原理如下採樣裝置根據顆粒物帶電荷的特性，利用直流電的靜電採樣，採樣口與空氣相通，採樣口的顆粒物根據自身的帶電荷情況，遷移到不同的電極上。電壓越大，收集到的顆粒物的粒徑上限值(即包括該上限粒徑在內的以下所有粒徑的顆粒物)越高，這樣可以通過調節電壓值來確定採集顆粒物的粒徑。
本實用新型的顆粒物實時採集裝置可與不同的實時測量系統結合實現檢測目的。例如，對於利用振蕩天平法的實時測量系統，可以將可插式晶片作為電極，該晶片主要由壓電晶體組成。當顆粒物吸附在電極上後，電極表面壓力變化將導致晶片中晶體的電壓變化。測量系統向電極發送周期性的振蕩電壓，根據檢測到的回送電壓信號的變化獲得測量結果。又如，對於利用β射線吸收法的實時測量系統，可以在採樣室設置β射線發生裝置和檢測裝置，對電極上顆粒物的變化進行檢測。
本實用新型的裝置還可實現人工檢測，例如在採用電極上覆設採樣膜，完成採樣後取出採樣膜，對比採樣前後採樣膜上顆粒物總質量的變化得到檢測結果。
本實用新型中，大氣中可吸入、細微和超細微顆粒物由於自身的特性，在靜電電壓的作用下進行遷移，無需採用泵作為採集裝置，實時採樣系統內設的乾燥劑用於去除水分，通過調節電壓來調節採樣顆粒物的粒徑，因此，該顆粒物實時採集系統無需交流電和高蓄電量的電池，整個採樣系統只需電池作為電源，一改以往實時採樣系統體積大和顆粒物測量精度受水分幹擾的缺陷。
最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例子。顯然，本實用新型不限於以上實施例子，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種顆粒物實時採集裝置，包括裝置的外殼和外殼內部空腔形成的採樣室，其特徵在於，所述裝置的外殼上有一採樣口連接採樣室，採樣室內部位於採樣口兩側各設有一個採樣電極，採樣電極與電源連接。
2.根據權利要求1所述的顆粒物實時採集裝置，其特徵在於，所述採樣室的內壁還附設有乾燥劑層。
3.根據權利要求1所述的顆粒物實時採集裝置，其特徵在於，所述採樣電極是平板電極或弧形板電極。
4.根據權利要求1所述的顆粒物實時採集裝置，其特徵在於，所述採樣室是圓柱形或立方形。
5.根據權利要求1所述的顆粒物實時採集裝置，其特徵在於，所述電源是直流電源。
6.根據權利要求1所述的顆粒物實時採集裝置，其特徵在於，所述電源是電池。
7.根據權利要求1所述的顆粒物實時採集裝置，其特徵在於，所述採樣電極與電源之間還設置有電壓調控電路和電源開關。
8.根據權利要求1所述的顆粒物實時採集裝置，其特徵在於，在所述外殼上採樣口處設有一採樣口活動擋板。
9.根據權利要求1所述的顆粒物實時採集裝置，其特徵在於，所述採樣口活動擋板與一自動開關裝置連接。
專利摘要本實用新型涉及一種採樣裝置，旨在提供一種氣體中可吸入、細微及超細微顆粒物的實時採樣裝置。裝置包括裝置的外殼和外殼內部空腔形成的採樣室，所述裝置的外殼上有一採樣口連接採樣室，採樣室內部位於採樣口兩側各設有一個採樣電極，採樣電極與電源連接。本實用新型利用靜電吸附的原理對可吸入、細微和超細微顆粒物進行採樣，可以具備無空氣動力泵的採樣，可以有效地降低採樣系統的體積，確保採樣系統的微型化。同時採用帶乾燥劑的靜電吸附採樣方法不僅可以確保採樣過程中取出水分的幹擾，而且可以使顆粒物自帶的半揮發份不流失。不僅可以提高採樣的精度，還為實時測量系統的安裝提供了方便，同時降低了整個監測儀器的體積和重量。
文檔編號G01N1/22GK2929695SQ20062010250
公開日2007年8月1日 申請日期2006年4月7日 優先權日2006年4月7日
發明者張清宇, 吳祖成, 田偉利 申請人:張清宇, 杭州合一環境科技有限公司