[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

技術領域

本發明涉及能源與環境技術領域，尤其涉及一種高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器（A?High?Flow?and?Multi-application?Aerosol?to?Hydrosol?Air?Sampler，簡稱ATHAS）及其采樣方法。

背景技術

PM_2.5是現今環境污染問題的焦點，因此對PM_2.5的監測和采樣成為重要課題。國內，計劃在5年之內，在全國338各地級城市設立PM_2.5監測點，因此相關技術的市場潛力巨大。且工業污染源監測設備的應用，到2015年，污染源監測設備行業的產值將超過100億美元。

同時，對于病毒，例如SARS和禽流感病毒的采樣，也具有重要的意義。

然而，現有技術的通過過濾和壓縮實現PM_2.5采集的采樣器，具有以下的缺點：

1.非常高的操作成本，用于過濾和采集顆粒物的濾膜成本較高，常在100美元以上；

2.操作效率低，采樣效率低，例如SKC的采樣器（Biosampler），對小粒徑的病毒或顆粒，例如30-100nm的，其采樣效率小于10%，然而，空氣傳播的SARS病毒大約是80-90nm。

3.通常需要對樣品進行繁復的后期處理。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的為提供一種高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器，以解決現有技術存在的成本高、效率低和繁復的后期處理的技術問題。

本發明的另一目的在于提供一種采樣方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

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，該采樣器包括：

入口端，用以按粒徑分割并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。

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。

本發明的有益效果在于，本發明的采樣器及采樣方法，可實現對氣溶膠和水溶膠的轉換，保留顆粒物本身的可溶和不可溶部分的相對比例，采樣樣本無需后處理，可直接用于多種化學組分分析（如離子，金屬，有機物等）和毒理性分析（如細胞毒性分析和動物注射實驗），和對空氣生物氣溶膠的組分進行分析。本發明可大大減少傳統濾膜采樣器的繁復的后處理時間和物力人力，實現直接甚至在線多種組分分析。并且，本發明的采樣器是便攜式的多功能的采樣器。

附圖說明

圖1為本發明實施例的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器的示意圖。

圖2為本發明實施例的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器的收集器的俯視示意圖。

圖3為圖2中A-A剖視示意圖。

圖4為本發明實施例的高流量多功能氣溶膠轉水溶膠空氣采樣器中的錐形管示意圖。

圖5為本發明實施例的采樣方法的流程圖。

附圖標記說明：

1????????混合器

11???????蒸汽發生器

110??????不銹鋼毛細管

12???????蠕動泵

2????????溫控冷凝管

21???????風扇

22???????微型制冷系統

3????????收集器

31???????流量控制裝置

32???????真空泵

33???????抽取裝置

34???????頂部

35???????中部

36???????底部

37???????出口