[實(shí)用新型]一種用于提取呼出氣體中顆粒物的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520021784.6
• 申請(qǐng)日: 2015-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN204575387U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳兆榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳江麥道紡織有限公司
• 主分類號(hào): G01N1/22
• 分類號(hào): G01N1/22
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 于曉霞;于潔

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種新型氣體分離裝置，具體涉及一種用于提取呼出氣體中顆粒物的裝置。

背景技術(shù)

呼吸是人每時(shí)每刻都在進(jìn)行的活動(dòng)，然而呼出的氣體重通常含有水蒸氣和顆粒物，顆粒物中包含一些有害病原體粒子，這些有害病原體粒子包括病毒、細(xì)菌、細(xì)胞、抗體、抗原和核酸等，這些有害病原體經(jīng)人體呼吸道呼出后，如果不能正確進(jìn)行提取，則不利于之后進(jìn)行的檢測(cè)程序，從而進(jìn)一步加大了對(duì)這些病原體的檢測(cè)工作的難度，進(jìn)而可能引起有害病原體粒子的擴(kuò)散和傳播，對(duì)社會(huì)的發(fā)展有潛在的風(fēng)險(xiǎn)，成為一個(gè)不穩(wěn)定因素，然而目前對(duì)于呼出氣中這些顆粒物的提取裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，操作不便利，不能及時(shí)有效的提取出顆粒物。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于提取呼出氣體中顆粒物的裝置，解決結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便利的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于提取呼出氣體中顆粒物的裝置，包括分離設(shè)備和液體微系統(tǒng)，分離設(shè)備包括冷卻系統(tǒng)和液滴回收裝置；冷卻系統(tǒng)包括腔和末端件；液滴回收裝置包括放電電極、側(cè)壁、液膜和出口，側(cè)壁包括內(nèi)表面和外表面；液體微系統(tǒng)包括硅襯底，硅襯底包括第一流體室、第二流體室、流體通道和硅膠圓片。

腔設(shè)置有一個(gè)內(nèi)壁；冷卻系統(tǒng)位于液滴回收裝置的上方，和液滴回收裝置相連,冷卻系統(tǒng)冷卻包含在呼出氣體中的水蒸氣，通過冷凝得到微小液滴。呼出氣體通過末端件送向腔；液滴回收裝置有一側(cè)壁，該側(cè)壁呈錐形向出口收縮，?出口處有一個(gè)較低點(diǎn)；液滴回收裝置為網(wǎng)格形式。液滴回收裝置的內(nèi)部安裝著放電電極，放電電極從環(huán)繞在其周圍的電離氣體空間中產(chǎn)生離子流。側(cè)壁上設(shè)置有和放電電極1相對(duì)的相反電極，用來產(chǎn)生離子流。通過離子流從呼出氣體中收集的液滴從放電電極的位置流向液滴回收裝置的側(cè)壁。沿著它們的軌跡，液滴捕獲的粒子被收集和輸送至側(cè)壁，或帶有捕獲粒子的液滴從沿著側(cè)壁流動(dòng)的液膜向出口流動(dòng)，然后通過出口進(jìn)入液體微系統(tǒng)；出口固定在液體微系統(tǒng)相應(yīng)的入口處；液體微系統(tǒng)和分離設(shè)備通過膠合相連接，以回收所收集的粒子。

液體微系統(tǒng)位于裝置最底端，包括一個(gè)硅襯底，硅襯底包含第一流體室、第二流體室和一個(gè)流體通道；第二流體室在第一流體室上方，通過流體通道相連；流體通道通過光刻和標(biāo)準(zhǔn)硅蝕刻技術(shù)形成于襯底的上表面。根據(jù)分離設(shè)備收集樣品的分析要求，第一流體室、第二流體室和流體通道的深度為10～500μm。液體微系統(tǒng)的流體部分防水，和安裝在硅襯底頂部的有穿孔的硅膠圓片一起作為液體微系統(tǒng)的進(jìn)口，所述液體微系統(tǒng)的進(jìn)口同時(shí)作為所述開口；硅膠圓片由玻璃塑料或其他任何可以使液體微系統(tǒng)防水的材料制成。

冷卻系統(tǒng)的腔相對(duì)于末端件設(shè)置，腔被密封件密封，放電電極是一個(gè)尖電極；放電電極用導(dǎo)線制成，尤其是極性導(dǎo)線制成，導(dǎo)線比尖電極產(chǎn)生更大的放電區(qū)，相應(yīng)的放電區(qū)圍繞整個(gè)導(dǎo)線，從而收集呼出氣體中的顆粒物。10KV的放電電壓對(duì)應(yīng)直徑為50μm的導(dǎo)線產(chǎn)生放電區(qū)域合適，直徑越小的導(dǎo)線電壓越低，導(dǎo)線由機(jī)械性導(dǎo)電材料制成。

液滴回收裝置為網(wǎng)格形式，側(cè)壁包括多個(gè)導(dǎo)電條向出口逐漸收攏；開口通過撐桿互連，通過縫隙隔開；導(dǎo)電條是一個(gè)相對(duì)于放電電極的反電極，其形狀為圓形，螺旋形或是V形，由金屬材料制成。

縫隙的布局使液滴沿側(cè)壁自如的流向出口，沒有冷凝的呼出氣體能順利的?離開液滴回收裝置；呼出氣體通過頂端輸送到冷卻系統(tǒng)；呼出氣體滿載著水蒸氣和含有被收集的顆粒。

在冷卻系統(tǒng)中，呼出氣體被冷卻，為了通過凝結(jié)獲得水蒸氣中的液滴。通過從放電電極中圍繞在尖電極離子化氣體的區(qū)域中產(chǎn)生的離子流將液滴輸送至液滴收集裝置的側(cè)壁上。到達(dá)側(cè)壁的液滴形成沿側(cè)壁流向出口的液膜。

液滴收集裝置的側(cè)壁的內(nèi)表面處理為親水性，比如二氧化硅(SiO₂)沉積物；內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)也可設(shè)置為使液滴定向流動(dòng)的切槽；外表面可通過處理使其具有疏水性。此外，為了和冷卻系統(tǒng)匹配，腔的內(nèi)壁通過表面處理使其具有疏水性。

本實(shí)用新型能快速提取呼出氣體中的顆粒物，結(jié)構(gòu)簡單，操作容易。能使呼出氣體中的顆粒物提取速度和效率大幅度提高，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型透視圖。

圖2為本實(shí)用新型剖視圖。

圖3為液滴回收裝置透視圖。

圖4為本實(shí)用新型剖視圖。