[發明專利]基于嵌入式系統的納米顆粒氣溶膠制取裝置及方法

在審

• 申請號: 202111357376.4
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN113926399A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 韓毅;徐震;陳旭;湯寧業;關甜
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;C01B32/168;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明屬于納米材料技術領域，公開了一種基于嵌入式系統的納米顆粒氣溶膠制取裝置及方法，包括空氣壓縮機、壓縮空氣儲藏室、潔凈空氣閥門、霧化室、分散液儲藏室、超聲霧化噴嘴、干燥管、加熱膨脹室、噴孔、蠕動泵、可控開度閥門、氣體流量計以及單片機。通過將潔凈的空氣與分散液噴霧混合在霧化室中得到不穩定的氣溶膠，不穩定氣溶膠在加熱膨脹室中恒溫加熱，迅速膨脹均勻，通過單片機根據加熱膨脹室氣壓表發送的加熱膨脹室氣壓和氣體流量計發送的氣溶膠流量，調節可控開度閥門的開度，得到穩定均勻的氣溶膠流。該系統功能強大，通用性好，且易于操作，可基于各種納米材料重復、快速且穩定的產生納米顆粒氣溶膠。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，涉及一種基于嵌入式系統的納米顆粒氣溶膠制取裝置及方法。

背景技術

氣溶膠發生系統用于產生固態或者液態的氣溶膠能用于大氣顆粒物測量儀器校準，氣溶膠發生系統還可用于研究納米顆粒物特性。隨著納米技術的日益普及，在環境中發現ENM氣溶膠的可能性也越來越大，這可能對人體健康存在一定的影響，例如納米污染物對眼睛及呼吸系統可能存在毒性。長期以來，納米顆粒氣溶膠的可控生成一直是研究人員和處理氣載納米顆粒工業的一個具有挑戰性的目標。現有的氣溶膠發生系統很難產生純凈且穩定的的碳納米顆粒氣溶膠，對碳納米顆粒氣溶膠發生系統的需求迫切。目前對納米顆粒氣溶膠特性的研究處于起步階段。為了研究納米顆粒對眼睛及呼吸系統的毒性，我們需要納米顆粒氣溶膠制取系統來制取穩定的納米顆粒氣溶膠進行試驗。

目前，用于制備納米顆粒氣溶膠的方法有很多，但用于制備穩定流量和可調濃度的納米顆粒氣溶膠的方法卻很少。中國專利申請：CN109956462A，提供一種碳納米顆粒制取系統、碳納米顆粒氣溶膠生成系統及方法，包括甲烷充氣裝置、氬氣充氣裝置；混合室，混合室與甲烷充氣裝置、氬氣充氣裝置相連，甲烷充氣裝置向混合室充入甲烷，氬氣充氣裝置向混合室充入氬氣，甲烷和氬氣在混合室進行混合；鎢電極管，鎢電極管與所述混合室相連；射頻電源，射頻電源與所述鎢電極管接通，氬氣和甲烷在鎢電極管內發生反應后生成碳納米顆粒。通過甲烷、氬氣在混合室內混合后，氬氣和甲烷在鎢電極管內發生反應后生成碳納米顆粒，生成的碳納米顆粒幾何粒徑平均波動不超過2％。最終打開潔凈空氣進氣閥門，將碳納米顆粒反向吹出，通過中和器和干燥器后得到純凈碳納米顆粒氣溶膠。其有效解決現有技術中形成碳納米顆粒穩定性能差的技術問題，同時能夠解決現有技術中無法生成碳納米顆粒氣溶膠的技術問題。但是，其最終生成碳納米顆粒氣溶膠過程過于簡單，生成的氣溶膠不夠均勻和穩定，濃度無法準確調節。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種基于嵌入式系統的納米顆粒氣溶膠制取裝置及方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明第一方面，一種基于嵌入式系統的納米顆粒氣溶膠制取裝置，包括空氣壓縮機、壓縮空氣儲藏室、潔凈空氣閥門、霧化室、分散液儲藏室、超聲霧化噴嘴、干燥管、加熱膨脹室、噴孔、蠕動泵、可控開度閥門、氣體流量計以及單片機；空氣壓縮機依次連接壓縮空氣儲藏室、潔凈空氣閥門、霧化室、干燥管、加熱膨脹室、可控開度閥門、氣體流量計以及噴孔；霧化室內設置超聲霧化噴嘴，分散液儲藏室通過蠕動泵與超聲霧化噴嘴連接；加熱膨脹室上設置加熱膨脹室氣壓表；單片機與加熱膨脹室氣壓表、可控開度閥門和氣體流量計均連接，用于根據加熱膨脹室氣壓表發送的加熱膨脹室氣壓和氣體流量計發送的氣溶膠流量，調節可控開度閥門的開度。

可選的，所述單片機與蠕動泵連接，用于控制蠕動泵的轉速。

可選的，所述壓縮空氣儲藏室上設置壓縮空氣儲藏室氣壓表。

可選的，還包括HEPA過濾器，空氣壓縮機通過HEPA過濾器與壓縮空氣儲藏室連接。

可選的，還包括空氣流量計，壓縮空氣儲藏室通過空氣流量計連接潔凈空氣閥門。

可選的，還包括噴霧止回閥門，霧化室通過噴霧止回閥門與干燥管連接。