[發明專利]一種環境氣溶膠直接取樣富集進樣裝置及定量分析方法

有效

• 申請號: 201310413489.0
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103487494A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 粟永陽;李梅;李志明;朱鳳蓉;徐江;周國慶;翟利華;韋冠一
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;H01J49/04
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.環境氣溶膠直接取樣富集進樣裝置，其特征在于：

包括環境氣溶膠取樣模塊（1）、氣溶膠霧化去溶發生模塊（2）、氣溶膠冷凝長大模塊（3）、氣溶膠數濃度富集模塊（4）和基體氣體去除模塊（5）；

所述環境氣溶膠取樣模塊（1）包括采樣口（6）、采樣泵（7）；

所述氣溶膠霧化去溶發生模塊（2）包括霧化器（8）、霧室（9）、干燥器（10）；

所述氣溶膠冷凝長大模塊（3）包括飽和器（11）、冷凝器（12）；

所述氣溶膠數濃度富集模塊（4）包括噴嘴單元（13）和抽氣泵（14）；所述噴嘴單元包括一個噴嘴或多個同軸串接噴嘴；

所述基體氣體去除模塊（5）包括加熱器（15）、膜去溶器（16）；

所述采樣口（6）通過采樣泵（7）與飽和器（11）的其中一個入口相連；

所述霧化器（8）、霧室（9）、干燥器（10）依次連接后與飽和器（11）的另一個入口相連；

所述飽和器（11）的出口與冷凝器（12）的入口相連；

所述冷凝器（12）的出口與噴嘴單元（13）的入口相連；

所述噴嘴單元（13）的出口通過加熱器（15）后與膜去溶器（16）相連；

所述膜去溶器（16）的出口與質譜分析儀器相連。

2.根據權利要求1所述的環境氣溶膠直接取樣富集進樣裝置，其特征在于：

所述采樣泵（7）為隔膜泵。

3.基于權利要求1所述富集進樣裝置的環境氣溶膠直接取樣富集進樣定量分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

1】環境氣溶膠經采樣口（6）被采樣泵（7）抽進飽和器（11），流量最大為1L/min；

2】霧化器（8）霧化標準溶液產生霧滴，較大的霧滴在霧室（9）中由于重力沉降或慣性碰撞而損失，其余霧滴在氬氣載帶下進入干燥器（10）中，氣溶膠載帶的水蒸氣被除去，然后被引入飽和器（11）；

3】環境氣溶膠與霧化去溶氣溶膠在飽和器（11）中混合，產生工質蒸汽并在混合氣溶膠中接近飽和，再經過冷凝器（12）利用絕熱膨脹或傳導冷卻等方式，使工質蒸汽過飽和，然后凝結到粒子表面，使粒子可控地長大數微米大小；

4】利用噴嘴（13）或多個同軸串接噴嘴使可控長大的氣溶膠加速，粒子由于慣性與載氣分離，慣性較大的粒子直接進入占比例較少的氣流中，慣性較小的粒子則隨其余大部分氣體被抽氣泵（14）排走；

5】加熱器（15）對氣溶膠加熱，使凝結在粒子表面的工質重新蒸發，膜去溶器（16）利用高分子膜交換原理去除水蒸氣和正丁醇蒸汽等基體氣體，氣溶膠流經高分子膜內側，吹掃氬氣流經膜外側，部分去除工質蒸汽，實現載氣置換；

6】置換后的氣溶膠被質譜儀器檢測；

7】定量測定環境氣溶膠中待測元素的質量進樣速率，再除以環境氣溶膠的進樣體積流量，即得到待測元素的質量體積濃度。