[發(fā)明專利]一種電遷移率分級(jí)器的氣溶膠布?xì)庋b置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210378986.0
• 申請(qǐng)日: 2022-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN114769005A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京納顆環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): B03C7/02
• 分類號(hào): B03C7/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本發(fā)明提供一種電遷移率分級(jí)器的氣溶膠布?xì)庋b置，適用于圓柱同軸型氣溶膠電遷移率分級(jí)器，包括氣溶膠入口件，三角形分流器，以及鞘氣與氣溶膠間隔環(huán)，氣溶膠入口件為氣溶膠布?xì)庋b置的外圍腔體；三角形分流器為氣溶膠的氣流導(dǎo)引模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流的環(huán)形引導(dǎo)；鞘氣與氣溶膠間隔環(huán)用于將氣溶膠氣流轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周均勻分布的層流。本發(fā)明在減少氣溶膠入口緩沖體積的同時(shí)，降低了顆粒物在布?xì)膺^程中的損失，提升了電遷移率分級(jí)器的篩分和傳輸效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電遷移率分級(jí)器的氣溶膠布?xì)庋b置。

背景技術(shù)

對(duì)于環(huán)境中的顆粒物濃度的表征，常使用的是顆粒物質(zhì)量濃度，如PM_2.5和PM₁₀，或者顆粒物的總數(shù)濃度。而不同粒徑大小的顆粒物對(duì)于環(huán)境或者個(gè)體的影響會(huì)有所不同，因此有必要對(duì)不同粒徑大小的顆粒物的濃度進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于亞微米級(jí)的顆粒物的粒徑的篩分，通常基于顆粒物的電遷移率的特性，當(dāng)顆粒物帶1個(gè)電荷時(shí)，顆粒物粒徑越大，對(duì)應(yīng)的電遷移率越小；顆粒物粒徑越小則電遷移率越大；將其置于一定的電場(chǎng)強(qiáng)度環(huán)境中，通過調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度大小，可篩分出某一特定電遷移率粒徑大小的顆粒物，基于該方法的儀器稱為電遷移率分級(jí)器。

電遷移率分級(jí)器最常用的結(jié)構(gòu)為圓柱同軸型結(jié)構(gòu)，包含內(nèi)外兩個(gè)電極，內(nèi)電極施加高壓，外電極接地，兩電極之間形成徑向電場(chǎng)；流場(chǎng)上，電遷移率分級(jí)器正常工作需要鞘氣和氣溶膠兩股氣流，鞘氣為潔凈干燥的氣流，靠近內(nèi)電極，為層流分布；氣溶膠氣流靠近外電極，位于鞘氣氣流和外電極之間，通常情況下，鞘氣流量大于氣溶膠流量，兩者流量比越大，電遷移率分級(jí)器篩分的顆粒物單分散性越好。當(dāng)固定內(nèi)電極的高壓時(shí)，具備某一特定電遷移率的顆粒物可以從外圍氣溶膠氣流中穿過內(nèi)層的鞘氣氣流達(dá)到氣溶膠出口，進(jìn)而被下游檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)量。電遷移率分級(jí)器的特性可以用傳輸方程來表征，在不考慮擴(kuò)散損失、氣溶膠入口和出口流量相等的條件下，傳輸方程的半寬度表示電遷移率分級(jí)器篩分粒徑的分辨率，當(dāng)鞘氣和氣溶膠流量比為10:1時(shí)，分辨率為0.1；傳輸方程的高度為1.0。

電遷移率分級(jí)器的核心關(guān)鍵點(diǎn)之一是氣溶膠是否可以很好的均勻布?xì)庥谇蕷鈿饬骱屯怆姌O之間，氣溶膠的布?xì)獠痪鶆蚩芍苯訉?dǎo)致電遷移率分級(jí)器傳輸方程的不對(duì)稱性，或影響傳輸方程的高度和半寬度。常規(guī)的氣溶膠布?xì)夥绞接腥缦聨追N：一是增大氣溶膠緩沖區(qū)間，如美國TSI公司生產(chǎn)的3081型電遷移率分級(jí)器，氣溶膠入口區(qū)域設(shè)置較大的緩沖區(qū)，同時(shí)增長狹縫區(qū)域以達(dá)到均勻布?xì)獾哪康模欢峭ㄟ^增加布?xì)饪椎姆绞剑鏕RIMM公司生產(chǎn)的電遷移率分級(jí)器，在氣溶膠入口區(qū)域圓周布設(shè)小孔的方式進(jìn)行布?xì)猓蝗峭ㄟ^多個(gè)氣溶膠進(jìn)氣口的方式，該方式在電遷移率分級(jí)器外部將一路氣溶膠分隔為多路，這會(huì)造成系統(tǒng)的復(fù)雜度大大提升；四是通過切向氣流進(jìn)入，使得氣溶膠在電遷移率分級(jí)器內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，該方法使得氣流具有較大的切向速度，同時(shí)容易造成氣溶膠布?xì)獾牟痪鶆颉?/p>

綜上所述，如何實(shí)現(xiàn)布?xì)庋b置在減少氣溶膠入口緩沖體積的同時(shí)，降低顆粒物在入口處的損失，提升電遷移率分級(jí)器的篩分和傳輸效率，已經(jīng)成為亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的一系列缺陷，本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問題，提供一種電遷移率分級(jí)器的氣溶膠布?xì)庋b置，適用于圓柱同軸型氣溶膠電遷移率分級(jí)器，包括氣溶膠入口件1，三角形分流器2，以及鞘氣與氣溶膠間隔環(huán)3，其特征在于，

所述氣溶膠入口件1為氣溶膠布?xì)庋b置的外圍腔體；

所述三角形分流器2為氣溶膠的氣流導(dǎo)引模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流的環(huán)形引導(dǎo)；

所述鞘氣與氣溶膠間隔環(huán)3用于將氣溶膠氣流轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周均勻分布的層流。

優(yōu)選的，所述三角形分流器2為一體加工的左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括分流器圓環(huán)2-1、三角分流單元2-2和湍渦抑制單元2-3，其中，

所述三角分流單元2-2和所述湍渦抑制單元2-3位于所述分流器圓環(huán)2-1上面并沿著氣溶膠入口中心線左右對(duì)稱分布；