[發明專利]高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器及采樣方法

在審

• 申請號: 201310276436.9
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN104280273A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 寧治;林志泉
• 申請（專利權）人: 香港城市大學
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G01N1/28
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;李昕巍

1.一種高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，用于分粒徑的顆粒物或病毒的采集，其特征在于，該采樣器包括：

入口端，用以按粒徑分割和輸入載有被采集顆粒物或病毒的氣體；

混合器，用以將水蒸汽與所述入口端輸入的所述氣體均勻混合，以產生高濕度的氣溶膠；

溫控冷凝管，連接于所述混合器的輸出端，以對所述氣溶膠進行急速降溫而使所述水蒸氣在顆粒物表面冷凝增加所述顆粒物的粒徑，所述溫控冷凝管具有溫控裝置，以在所述急速降溫過程中控制所述水蒸氣的溫度；

收集器，連接于所述溫控冷凝管的輸出端，將所述溫控冷凝管生成的顆粒物水霧通過漩渦流和沖擊進行收集。

2.如權利要求1所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述收集器具有四根錐形管，所述四根錐形管具有一定彎曲度并按照一定角度排列，引導所述溫控冷凝管輸出的顆粒物水霧以漩渦方式進入所述收集器，并使所述顆粒物水霧撞擊所述收集器內壁形成水溶膠以進行收集。

3.如權利要求1或2所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述采樣器還包括可替換的設置在所述入口端的顆粒物切割頭，不同的顆粒物切割頭用于不同粒徑的顆粒物的采集。

4.如權利要求3所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述顆粒物為TSP，PM₁₀，PM_2.5或PM₁。

5.如權利要求2所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述混合器中蒸汽發生器為溫控加熱水箱，或為配置有不銹鋼毛細管的加熱管。

6.如權利要求1所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述混合器內的溫度控制在100-150度，所述溫控冷凝管內的溫度控制在5-10度。

7.如權利要求1所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述收集器的頂部具有法蘭，所述法蘭的中心設置有與真空泵和流量控制裝置連接的抽真空管。

8.如權利要求3所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述顆粒物切割頭與所述混合器通過不銹鋼直管直接連接，以使所述顆粒物與所述蒸汽在所述混合器通過湍流均勻混合。

9.如權利要求1所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述混合器與所述溫控冷凝管之間密閉連接，所述溫控冷凝管與所述收集器之間密閉連接。

10.如權利要求1所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述收集器內設置有用于采集所述收集器內液位信息的液位傳感器。

11.如權利要求2所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述溫控冷凝管的底端靠近所述錐形管入口的位置連接有用于抽取所述溫控冷凝管內壁的吸附水的抽取裝置。

12.如權利要求1所述的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，其中所述采樣器還包括用以連接分析儀器與所述收集器的液體導流裝置。

13.一種采樣方法，用于分粒徑的顆粒物或病毒的采集，包括步驟：

S1：按粒徑分割并輸入載有被采集顆粒物或病毒的氣體；

S2：將水蒸汽與所述氣體均勻混合，以產生高濕度的氣溶膠；

S3：對所述高濕度的氣溶膠進行急速降溫而使所述水蒸氣在顆粒物表面冷凝增加所述顆粒物的粒徑，且在所述急速降溫過程中控制所述水蒸氣的溫度；

S4：將所述步驟S3生成的顆粒物水霧通過漩渦流和沖擊進行收集。

14.如權利要求13所述的采樣方法，其中，在步驟S4中，引導步驟S3處理后輸出的氣流以漩渦方式進入收集器，并使所述顆粒物水霧在所述收集器壁面形成沖擊以進行收集。

15.如權利要求14所述的采樣方法，其中，還包括步驟S5：通過液體導流裝置將所述收集器內的收集物直接傳送給分析裝置。