[發明專利]一種氣溶膠類樣品采集、富集和熱解析裝置

有效

• 申請號: 201811002379.4
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN110873659B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 倉懷文;李海洋;黃衛;李京華
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N1/28;G01N27/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

設計一種氣溶膠樣品現場在線連續采集、富集和解析裝置。該裝置將撞擊收集器與熱解析器相結合，設計體積小、采樣效率高，結構緊湊，維護方便，特別適合應用于微型化便攜式儀器(如：離子遷移譜，IMS)的現場在線連續采集分析樣品。

技術領域

本發明涉及氣溶膠類樣品采樣和熱解析技術領域，具體涉及一種應用于離子遷移譜的氣溶膠類樣品采集、富集和熱解析裝置。

背景技術

氣溶膠由液態或固態微粒均勻地分散在氣體中形成相對穩定的懸浮體系，液態或固態微粒空氣動力學直徑為0.001～100μm，形狀很復雜，液體顆粒物近似于球形,固體顆粒物多不規則。

氣溶膠樣品主要以積聚模態形式存在，在空氣中的滯留時間較長，持續時間和危害性比較大。大氣環境中氣溶膠樣品含量一般較低，氣溶膠樣品的在線收集和解析一直是個難題。

氣溶膠樣品通常用過濾收集器、撞擊收集器和沉積收集器采集。沉積收集器一般用于較大顆粒物的采集。氣溶膠中的樣品大多分布于細顆粒中，對于樣品有機成分的分析，宜采用過濾收集器或撞擊收集器采集。過濾采集器對于有機樣品的采集比撞擊采集器應用更普遍，但具有體積大和解析過程復雜，需要合適的前處理等缺點，不宜應用于現場在線重復分析。撞擊收集器便于研究氣溶膠有機樣品的粒徑分級。在撞擊器上，樣品收集在吸收物質如吸附膜上，該方法采樣體積也較小，適用于連續在線采樣。本專利采用撞擊收集器與熱解析器相結合的方式對氣溶膠樣品在線連續采集、富集和解析。該裝置設計體積小、采樣效率高，結構簡單，維護方便，特別適合應用于微型化便攜式儀器(如：離子遷移譜，IMS)的現場在線連續采集分析樣品。在熱解析部分可以結合其它技術，如：時間分辨的熱解析器，可以時間分辨解析大氣中復雜的混合樣品，拓展了該裝置的應用范圍，提高了分析效率，特別適用于現場應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種氣溶膠類樣品在線采集、富集和熱解析裝置，重點解決了氣溶膠類樣品現場在線高效采集、富集與解析，實現了氣溶膠采樣與解析裝置的微型化、集成化和一體化。

本發明采用下面技術方案:

一種氣溶膠類樣品采集、富集和熱解析裝置，包括：電機、載氣通道、擋雨塵板、熱解析器、氣溶膠樣品收集器、富集膜、富集膜支撐托盤、風扇、熱解析樣品氣通道、三通氣流切換閥和氣流通道；

氣溶膠樣品收集器包括上下二端開口的、中空的上部倒錐臺狀結構，上下二端開口的、中空的下部錐臺狀結構，上部倒錐臺狀結構和下部錐臺狀結構通過一上下二端開口的中空筒體相連通，上部倒錐臺狀結構的上開口端作為采樣口，采樣口上部設有擋雨塵板；采樣口上部設有擋雨塵板留有空隙；于擋雨塵板下部設有于塊狀熱解析器，于塊狀熱解析器下方設有用于氣體流動分配的第一凹槽，于擋雨塵板上部設有電機，電機的輸出軸穿過擋雨塵板與塊狀熱解析器上方固接，通過電機控制熱解析器上下往復運動；

富集膜支撐托盤包括上下二端開口的中空筒體，于中空筒體內的中部設有一塊體，塊體上方開設有用于氣體流動分配的第二凹槽，塊體通過支桿與中空筒體相連接；中空筒體上開口端與下部錐臺狀結構下開口端相對貼接或相互套接，第二凹槽上開口處設置有支撐網，支撐網上設置有富集膜；第二凹槽位于第一凹槽的正下方，第一凹槽向下移動扣合于第二凹槽上，使第一凹槽的下開口與第二凹槽上開口間相密封；

中空筒體下開口端與風扇的進氣口相連通；

載氣氣源中的載氣經第一三通氣流切換閥通過載氣通道與第一凹槽相連通；

第二凹槽經第二三通氣流切換閥通過熱解析樣品氣通道流出；第一三通氣流切換閥的第三接口與第二三通氣流切換閥的第三接口相連。

富集膜支撐托盤的另一端連接風扇。富集膜支撐托盤的中心位于氣溶膠樣品收集器的中心偏下位置；

富集膜支撐托盤上放置支撐網和富集膜，在支撐網下面是中空結構，有熱解析樣品氣通道與其相連，熱解析樣品氣通道的另一端與三通氣流切換閥相連；