[發(fā)明專利]一種基于差分電遷移的氣溶膠顆粒分級裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111396208.6
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114088590A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于明州;蔡昂陽;劉岳燕;曹衍龍;葛皓;俞佳良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學(xué)
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙興華

本發(fā)明涉及一種基于差分電遷移的氣溶膠顆粒分級裝置，包括鞘氣腔體、尼龍濾網(wǎng)、環(huán)形分級區(qū)、氣溶膠腔體、氣溶膠出口狹縫、內(nèi)電極、外電極、氣溶膠采集狹縫，氣溶膠采集孔、限流裝置、剩余腔體裝置和剩余氣體出口通道；通入鞘氣腔體的氣體為不含顆粒物的空氣；通入鞘氣腔體的鞘氣經(jīng)過尼龍濾網(wǎng)整流進入環(huán)形分級區(qū)，氣溶膠通過氣溶膠出口狹縫進入環(huán)形分級區(qū)，特定電遷移率的氣溶膠進入氣溶膠采集孔；根據(jù)待分離出的氣溶膠顆粒的粒徑與電源電壓之間的關(guān)系，通過對進入鞘氣腔體的鞘氣流量從剩余氣體出口通道流出的氣體流量的控制，實現(xiàn)不同粒徑的氣溶膠的分級。本發(fā)明提高了氣溶膠顆粒粒徑的測量范圍，同時提高了小粒徑氣溶膠顆粒的分級精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顆粒物檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于差分電遷移的氣溶膠顆粒分級裝置。

背景技術(shù)

氣溶膠粒徑分布的測量對于了解氣溶膠對人類健康和全球氣候的影響至關(guān)重要。電遷移技術(shù)由于其優(yōu)于慣性或光學(xué)技術(shù)的獨特優(yōu)勢，已廣泛用于超細氣溶膠、納米顆粒和亞微米氣溶膠的尺寸測量。差分遷移率分析儀在氣溶膠科學(xué)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，可以根據(jù)粒子的電遷移率進行粒子分級。

目前，差分遷移率分析儀在粒徑測量范圍和分辨率有一定的局限性，并不能對大氣中的氣溶膠粒子進行精確的篩分。對于小粒徑粒子，尤其是納米量級以下顆粒，由于布朗運動劇烈，造成差分遷移率分析儀的分辨率極低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于差分電遷移的氣溶膠顆粒分級裝置，提高了氣溶膠顆粒粒徑的測量范圍，同時提高了小粒徑氣溶膠顆粒的分級精度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于差分電遷移的氣溶膠顆粒分級裝置，包括鞘氣腔體、尼龍濾網(wǎng)、環(huán)形分級區(qū)、氣溶膠腔體、內(nèi)電極、外電極、氣溶膠采集狹縫，氣溶膠采集孔、氣溶膠通道、限流裝置、剩余腔體裝置和剩余氣體出口通道；

所述尼龍濾網(wǎng)設(shè)置在所述鞘氣腔體和所述環(huán)形分級區(qū)之間，且所述鞘氣腔體、所述尼龍濾網(wǎng)和所述環(huán)形分級區(qū)從上到下依次設(shè)置，所述氣溶膠腔體設(shè)置在所述環(huán)形分級區(qū)的側(cè)壁，所述氣溶膠腔體與所述環(huán)形分級區(qū)通過氣溶膠出口狹縫連通，所述外電極為環(huán)形柱體，所述內(nèi)電極為柱體，所述外電極設(shè)置在所述內(nèi)電極的外側(cè)，所述外電極和所述內(nèi)電極之間的環(huán)形區(qū)域為所述環(huán)形分級區(qū)，且所述外電極位于所述氣溶膠腔體的下方；

所述內(nèi)電極包括從上到下依次設(shè)置的內(nèi)電極上半部分、內(nèi)電極連接部分和內(nèi)電極下半部分；所述內(nèi)電極上半部分、所述內(nèi)電極下半部分和所述內(nèi)電極連接部分同軸設(shè)置，所述內(nèi)電極上半部分和所述內(nèi)電極下半部分直徑相同，所述內(nèi)電極連接部分的直徑小于所述內(nèi)電極上半部分的直徑，所述內(nèi)電極上半部分和所述內(nèi)電極下半部分之間的狹縫為所述氣溶膠采集狹縫，所述連接部分水平方向設(shè)置有多個所述氣溶膠采集孔；所述氣溶膠采集孔的一端連通所述氣溶膠采集狹縫，另一端連通所述氣溶膠通道；所述內(nèi)電極連接電源，所述外電極接地；

所述限流裝置設(shè)置在所述環(huán)形分級區(qū)的下方，所述限流裝置環(huán)繞在所述內(nèi)電極外側(cè)，且所述限流裝置上方與所述外電極連接，所述限流裝置下方與所述剩余腔體裝置連接，所述剩余氣體出口通道與所述剩余腔體裝置連接；

通入所述鞘氣腔體的氣體為不含顆粒物的空氣；

根據(jù)待分離出的氣溶膠顆粒的粒徑與所述電源電壓之間的關(guān)系，通過對進入所述鞘氣腔體的鞘氣流量和從剩余氣體出口通道流出的氣體流量的控制，實現(xiàn)不同粒徑的氣溶膠的分級，從剩余氣體出口通道流出的氣體為鞘氣和氣溶膠的混合氣體。

可選地，所述限流裝置上方與所述外電極螺紋連接，所述限流裝置下方與所述剩余腔體裝置螺紋連接，所述限流裝置的頂部與所述氣溶膠采集孔之間的垂直距離為10mm；所述限流裝置上均勻分布多個通孔，各所述通孔的一端與所述環(huán)形分級區(qū)相通，另一端與所述剩余腔體裝置中腔體相通，每相鄰兩個通孔為一組，各組中兩個通孔之間的角度為15度，各通孔的直徑相同，各通孔的直徑在0.8mm至1mm之間；所述剩余腔體裝置環(huán)繞在所述內(nèi)電極外側(cè)；