[發明專利]一種實驗室用礦物氣溶膠發生系統

有效

• 申請號: 201410349943.5
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104107672A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 王煒罡;葛茂發;周力
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;B01F3/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

技術領域

本發明涉及一種實驗室用礦物氣溶膠發生系統，屬于氣溶膠技術領域。

背景技術

礦物氣溶膠是大氣氣溶膠的重要組成之一，每年有大量的排放到大氣中。礦物氣溶膠可以通過直接和間接輻射效應影響地面溫度，降低大氣能見度，同時為各種物理化學過程提供了反應界面以及積聚各種污染物的載體。實際環境中礦物氣溶膠受到來源地以及局地環境的影響，同時會在傳輸過程中受外界環境的影響。因此能夠穩定產生礦物氣溶膠的系統對于研究礦物氣溶膠的理化特性，模擬實際環境中的反應及老化過程，研究礦物氣溶膠對人體健康等的影響等都具有非常重要的意義。

目前的氣溶膠發生系統主要是針對納米級的液滴以及粉塵類物質，還沒有用于模擬不同源區礦物氣溶膠，同時可以產生不同濃度及濕度的礦物氣溶膠系統的相關報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種實驗室用礦物氣溶膠發生系統，該礦物氣溶膠發生系統可產生不同濃度以及濕度的礦物氣溶膠，可用于不同源區礦物氣溶膠的產生、礦物氣溶膠設備的檢驗及標定，同時還滿足了吸入性毒理試驗的研究需求。

本發明提供的實驗室用礦物氣溶膠發生系統，包括高壓氣源、濕度流量控制模塊、礦物氣溶膠產生腔室和混合室；

所述濕度流量控制模塊包括濕度流量控制支路Ⅰ和濕度流量控制支路Ⅱ，所述濕度流量控制支路Ⅰ用于增加由所述高壓氣源產生的氣體的濕度，所述濕度流量控制支路Ⅱ用于降低由所述高壓氣源產生的氣體的濕度；

所述礦物氣溶膠產生腔室內設有負載有礦物氣溶膠的篩板，且在所述礦物氣溶膠產生腔室內形成一密閉腔室；

所述濕度流量控制支路Ⅰ和所述濕度流量控制支路Ⅱ的氣體出口端均依次連通一溫濕探頭和一三通比例閥；所述三通比例閥的兩個出口分別與所述礦物氣溶膠產生腔室和所述密閉腔室相連通；

所述礦物氣溶膠產生腔室與所述混合室相連通。

上述實驗室用礦物氣溶膠發生系統中，所述高壓氣源的產生裝置具體可為高壓氣瓶或空壓機，具體使用時可將所述高壓氣源的氣壓控制為0.1MPa～1.0Mpa。

上述實驗室用礦物氣溶膠發生系統中，所述濕度流量控制支路Ⅰ包括依次連通的流量控制器和干燥管；

所述濕度流量控制支路Ⅱ包括依次連通的流量控制器和氣體加濕器；

上述用于增加氣源濕度以及控制氣源流量的所述濕度流量控制支路Ⅰ和用于降低氣源濕度以及控制氣源流量的所述濕度流量控制支路Ⅱ的配合，實現對氣源的濕度和流量的控制，進而能夠產生不同濕度及濃度需求的礦物氣溶膠。

本發明中的所述流量控制器具體可為質量流量計或浮子流量計，具體使用時可將氣體流量控制為0.5升/分鐘～200升/分鐘。

所述濕度流量控制支路Ⅰ中所述干燥管的填充物具體使用干燥硅膠或分子篩。

所述濕度流量控制支路Ⅱ中的氣體加濕器可采用硅膠圈密封，氣體加濕器的溫度控制在-80℃～100℃，溫度的控制可通過與水浴裝置的配合實現，利用水浴裝置中的溶劑對所述氣體加濕器的表面進行循環控溫。所述氣體加濕器的材質具體可為玻璃、金屬不銹鋼或有機玻璃。

上述實驗室用礦物氣溶膠發生系統中，所述篩板設于所述礦物氣溶膠產生腔室的底部；

所述礦物氣溶膠產生腔室的底部設于超聲振蕩器中，超聲波的振蕩作用可使所述篩板上負載的微米級、壓微米級粒徑的礦物溶膠振蕩懸浮，提高礦物氣溶膠的產生效果。

所述篩板的材質為燒結玻璃或高分子聚合材料，空隙可控制為0.5μm～20μm，直徑可控制為1cm～30cm。

所述篩板與所述礦物氣溶膠產生腔室通過膠粘合或硅膠套圈進行密封，從而在所述礦物氣溶膠產生腔室內形成所述密閉腔室。

上述高壓氣源、濕度流量控制模塊和礦物氣溶膠產生腔室之間均可通過氣管連通。

上述礦物氣溶膠發生系統中，所述混合室的底部設有風扇；

所述風扇與一計算機相連接；所述風扇的轉速可調節為1r/s～1000r/s；

所述風扇可對礦物氣溶膠進行再懸浮，從而形成所需的礦物氣溶膠。

所述礦物氣溶膠產生腔室與所述混合室之間具體可通過導電材料制備的連接管進行連通，所述導電材質具體可為不銹鋼金屬材料、銅或導電硅膠。

上述礦物氣溶膠發生系統中，所述流量控制器、所述溫濕探頭和所述三通比例閥均與一計算機相連接。