CN105372164B - 自稀释气溶胶筛分标定装置 - Google Patents

自稀释气溶胶筛分标定装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自稀释气溶胶筛分标定装置,由标定风机驱动待标定气溶胶气体进入中和器和冷凝器中和控温,再通过进气流量控制器经主进口管输入到电筛分器中,自稀释器从旁路出口管引进非标定气溶胶变为稀释气体后从旁路进口管到电筛分器与待标定气溶胶混合稀释后送入到电筛分器中进行电子筛分,得到满足颗粒粒径范围的气溶胶到达标定引口管,在标定风机驱动下被送到稳恒标定器内的颗粒粒径仪和颗粒浓度仪标定,标定完成后的气溶胶废气经过废气收集器过滤后排放,计算机控制器通过数据线连接对全部标定过程和检测实现自动控制。本发明的有益效果是:可以进行微小颗粒气溶胶的高精度稳恒标定来满足环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域的特殊需求。

Description

自稀释气溶胶筛分标定装置
技术领域
本发明涉及一种自稀释气溶胶筛分标定装置。
背景技术
当前在环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域急切需要利用一种将即能够产生一定颗粒粒径大小的气溶胶气体又能对其进行高精度稳恒标定等科学研究的实验装置,这种实验装置一般是先将气溶胶气体按照粒径大小分离,再经过气溶胶稀释设备进行稀释混合,得到需要颗粒粒径的气溶胶后再输入到标定设备对产生并稀释的气溶胶进行稳恒标定;一般的气溶胶气体按照粒径分离技术基本上都采用过滤方法和撞击式分离器,方法原始简单,对于大颗粒的气溶胶勉强能分离筛选,但是浓度不可控制,产生的颗粒的粒径也并不保证都是完全一致而且无法进行稀释,仍然是粒径不统一,对颗粒气溶胶的标定也是采取采样后用其他设备进行测试标定,中间过程复杂并易受外界污染干扰,精度低数据不准确,达不到当前科学研究的要求,从而制约了相关科学研究的发展。因此研发一个既可以自动稀释并筛分产生一定颗粒粒径气溶胶又能对其进行高精度稳恒标定的实验装置已成为当前的迫切需要。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的是提供一种自稀释气溶胶筛分标定装置,通过高压电筛分自动稀释方法产生一定颗粒粒径大小的待标定气溶胶气体,然后对其进行高精度稳恒标定来满足环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域的特殊需求。
为实现上述目的,本发明的技术方案是提供一种自稀释气溶胶筛分标定装置,在标定风机驱动下气溶胶进气口引入待标定气溶胶气体进入由中和高压源提供高电压的中和器内,在中和器的中和阳极与中和阴极电场作用下产生大量的正负离子使得大小颗粒不一的待标定气溶胶统一满足电荷平均分布条件,在冷凝器控制到一定温度后,再进一步通过进气流量控制器的流量控制到达主进口管,主进口管引导流量受控的、电荷平均分布的、温度适合的未经过的稀释的气溶胶输入到电筛分器中的圆筒形结构的密封舱室内,沿着密封舱室内的导流罩外沿均匀层流分布向下溢出,一个跨接在电筛分器两端的自稀释器内部的旁路风机驱动从电筛分器的密封舱室圆筒下边的倒圆锥形最底部的旁路出口管引进的非标定气溶胶气流进入自稀释器内部,在自稀释器内部经过过滤控温和流量控制后形成的纯净气流的稀释气体从旁路进口管连通到电筛分器的导流罩上方进入到导流罩内部向下扩散,当主进气管内的气溶胶进入到密封舱室顶部上的圆锥形空间内被导流罩被分流,沿着狭小气道空间均匀分布向下溢出时和导流罩内部平稳均匀的向下扩散的清洁的稀释气体汇合被稀释混合,在主进气管和旁路进口管之间跨界连接着一个进气差压表,进气差压表连通到计算机控制器根据不同的要求和超压数值反馈调节旁路风机的风量和进气流量控制器以及旁路流量控制器的流量达到稳定和平衡的要求,在气溶胶与稀释气体混匀后的稀释气溶胶进入到阴极棒和阳极圈之间产生的一个高压电场后,其中比较大的带负电荷的气溶胶颗粒沉降到阳极圈一边,中性颗粒的气溶胶和和过量的稀释气流混合着带有正电荷的较大颗粒气溶胶一起快速通过密封舱室圆筒下边的倒圆锥形最底部的旁路出口管排出,只有很小一部分满足颗粒粒径范围的待标定气溶胶即筛选适合标定气溶胶能够沿着正确的抛物线轨迹通过底部的收集狭缝到达标定引口管,在标定风机的驱动下这些经过稀释和进行电子筛分得到的标定所需的、颗粒粒径大小统一的气溶胶气体被送到稳恒标定器的带有多个自动控制气压的标定恒压阀的球形标定舱室内,由颗粒粒径仪和颗粒浓度仪进行标定,标定完成后的气溶胶废气经过带有排气差压表的废气收集器充分过滤后安全排放,计算机控制器通过数据线连接到各个传感器和控制部件使得全部标定过程和检测实现自动控制。
本发明的有益效果是:发明了一种自稀释气溶胶筛分标定装置,既可以对气溶胶进行自动稀释并雾化产生一定颗粒粒径气溶胶又能对其进行高精度稳恒标定,通过高压电筛分自动稀释方法产生一定颗粒粒径大小的待标定气溶胶气体,然后直接进入标定舱室对其进行高精度稳恒标定,过程简单无干扰,数据准确,满足环境科学、军事医学、吸入毒理、材料科学等领域的特殊需求,填补了此项技术的空白。
附图说明
附图为本发明结构的示意图。
图中:
1.废气收集器 2.排气差压表 3.标定出口管 4.标定恒压阀 5.标定保温层 6.标定舱室
7.颗粒粒径仪 8.标定测试口 9.标定温感器 10.标定流量控制器 11.选择高压源
12.标定恒温器13.稳恒标定器14.标定通管15.计算机控制器16.标定风机17.输入键盘
18.可调高压发生器 19.阳极输出端 20.标定引口管 21.大颗粒筛出气溶胶
22.筛选适合标定气溶胶 23.收集狭缝 24.旁路出口管 25.旁路风机 26.自稀释器
27.旁路控温器28.旁路联管29.旁路过滤器30.旁路通管31.稀释气舱32.中和高压源
33.旁路流量控制器34.气溶胶进气口35.中和阴极36.中和阳极37.中和器38.冷凝器
39.放水阀40.散热风扇41.半导体制冷器42.主通气管43.进气流量控制器44.进气差压表
45.旁路进口管46.电筛分器47.气旋舱48.导流罩49.主进口管50.旁路温感器51.隔温层
52.高压线53.阴极输出端54.阴极棒55.阳极圈56.电压指示表57.颗粒浓度仪58.压阀活盖
59.阀内弹簧60.内孔阀体。
具体实施方式
结合附图及实施例对本发明加以说明。
如附图所示,本发明提供一种自稀释气溶胶筛分标定装置,在标定风机16驱动下气溶胶进气口34引入待标定气溶胶气体进入由中和高压源32提供高电压的中和器37内,在中和器37的中和阳极36与中和阴极35电场作用下产生大量的正负离子使得大小颗粒不一的待标定气溶胶统一满足电荷平均分布条件,在冷凝器38控制到一定温度后,再进一步通过进气流量控制器43的流量控制到达主进口管49,主进口管49引导流量受控的、电荷平均分布的、温度适合的未经过的稀释的气溶胶输入到电筛分器46中的圆筒形结构的密封舱室内,沿着密封舱室内的导流罩48外沿均匀层流分布向下溢出,电筛分器46是由绝缘和耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的整体设计为圆筒形结构的密封舱室,密封舱室圆筒形一周的侧壁和圆锥形顶部以及底部外皮上都装有隔温层51,密封舱室圆筒形下边的倒圆锥形的最底部连通旁路出口管24,再通过旁路出口管24连通到自稀释器26的旁路风机25上,密封舱室圆筒形上边的圆锥形顶部连通主进口管49,密封舱室圆筒顶部上的圆锥形中部内设有连通外部旁路进口管45的导流罩48,导流罩48中间固定着与密封舱室圆筒同心的导电的阴极棒54通过高压线52连接到选择高压源11的阴极输出端53上,紧贴着密封舱室圆筒形内侧壁装有一圈与密封舱室圆筒同心的导电的阳极圈55,通过高压线52连接到选择高压源11的阳极输出端19上,当选择高压源11提供出选择电压需要的高压时,在阴极棒54和阳极圈55之间产生一个精确的高压电场驱动筛选适合标定气溶胶22通过收集狭缝23靠近阴极棒54下边中心位置上的标定引口管20穿过密封舱室圆筒下的圆锥形上部连通到标定风机16向稳恒标定器13提供筛分好的一定颗粒大小的待标定气溶胶气体;导流罩48是由轻薄耐腐蚀材料做成的内部中空的内表面光滑易清洁清洗的气流引导风罩,被安装于电筛分器46内腔上部接近主进口管49位置,最上端开口与旁路进口管45密封连接引进旁路过滤后清洁的稀释气体,导流罩48上部是一个有倾斜遮挡圈构成的气旋舱47,旁路进口管45密封连接到导流罩48最上端开口处引进稀释气体在此处形成旋转湍流并混合均匀后进入到下部的稀释气舱31平稳均匀的向下扩散,气旋舱47的上部装有旁路温感器50随时检测导流罩48内的温度,导流罩48外边缘的形状与电筛分器46内腔上部的圆锥形顶部相同但外径比电筛分器46内腔上部的圆锥形内径稍小留有一定的狭小气道空间,当主进口管49内的气溶胶进入到密封舱室顶部在圆锥形内遇到导流罩48被分流,沿着狭小气道空间均匀分布向下溢出时和导流罩48内部平稳均匀的向下扩散清洁的稀释气体汇合被稀释;冷凝器38是安装在主通气管42和旁路通管30外围对管路内气溶胶气体进行降温控温的专用部件,冷凝器38内部是一段内径紧密配合管路外径的圆形半导体制冷器41,在计算机控制器15的控制下半导体制冷器41将内径壁上的热量传送到半导体制冷器41的外表面上,安装在外表面上的散热风扇40将内径壁上搬运到半导体制冷器41外表面上产生的热量吹散达到对内部管路降温控温,安装在外表面上的防水阀39可以打开释放冷凝器38制冷产生的水,从而实现对主通气管42和旁路通管30管路内气溶胶气体进行降温控温的目的;选择高压源11是一个电子电路部件,由具有良好绝缘性能的机壳和可调高压发生器18组成,面板上有可以指示输出高电压数值的电压指示表56和操作输入键盘17,计算机控制器15精确控制并根据需要从阴极输出端53和阳极输出端19输出从0伏特到10万伏特的高压电压,通过高压线52输送到电筛分器46内的阴极棒54和阳极圈55上对不同颗粒大小的气溶胶粒子进行筛分;自稀释器26是由耐腐蚀材料制作,内表面光滑易清洁清洗,整体呈圆筒形密封管路形状的闭环回路,进风口端从电筛分器46接收到沉积在最下端的大颗粒筛出气溶胶21气流溢出到旁路出口管24,在与旁路出口管24相连的旁路风机25驱动下大颗粒筛出气溶胶21气流进入到旁路联管28处,旁路联管28外周包围着旁路控温器27,旁路控温器27的加热管使旁路联管28内部的大颗粒筛出气溶胶21气流膨胀活跃起来,经过串接着的旁路过滤器29将膨胀活跃起来的大颗粒筛出气溶胶21气流进行彻底的过滤,使其变成洁净单纯的热空气气体进入到旁路通管30,旁路通管30外围的冷凝器38将热空气气体冷却后经过旁路流量控制器33的限流控制送达旁路进口管45,旁路进口管45连通到电筛分器46的导流罩48上方,在旁路进口管45和主进口管49之间的一个进气差压表44检测出旁路进口管45和主进口管49之间的差压,反馈给计算机控制器15并调节旁路流量控制器33达到稳定平衡;跨接在电筛分器46两端的自稀释器26内部的旁路风机25驱动从电筛分器46的密封舱室圆筒下边的倒圆锥形最底部的旁路出口管24引进的非标定气溶胶气流进入自稀释器26内部,在自稀释器26内部经过过滤控温和流量控制后形成的纯净气流的稀释气体从旁路进口管45连通到电筛分器46的导流罩48上方进入到导流罩48内部向下扩散,当主进气管49内的气溶胶进入到密封舱室顶部上的圆锥形空间内被导流罩48被分流,沿着狭小气道空间均匀分布向下溢出时和导流罩48内部平稳均匀的向下扩散的清洁的稀释气体汇合被稀释混合,在主进气管49和旁路进口管45之间跨界连接着的进气差压表44连通到计算机控制器15根据不同的要求和超压数值反馈调节旁路风机25的风量和进气流量控制器46以及旁路流量控制器33的流量达到稳定和平衡的要求,在气溶胶与稀释气体混匀后的稀释气溶胶进入到阴极棒54和阳极圈55之间产生的一个高压电场后,其中比较大的带负电荷的气溶胶颗粒沉降到阳极圈55一边,中性颗粒的气溶胶和和过量的稀释气流混合着带有正电荷的较大颗粒气溶胶一起快速通过密封舱室圆筒下边的倒圆锥形最底部的旁路出口管24排出,只有很小一部分满足颗粒粒径范围的待标定气溶胶即筛选适合标定气溶胶22能够沿着正确的抛物线轨迹通过底部的收集狭缝23到达标定引口管20,在标定风机16的驱动下这些经过稀释和进行电子筛分得到的标定所需的、颗粒粒径大小统一的气溶胶气体被送到稳恒标定器13的带有多个自动控制气压的标定恒压阀4的球形标定舱室6内,由颗粒粒径仪7和颗粒浓度仪57进行标定;标定恒压阀4是多个安装于无空气动力学死角的圆球形状的标定舱室6四周的自动控制气压的阀门,具有自动平衡标定舱室6内压力的功能,其主体为坚固刚性耐腐蚀材料制作的管路形状的内孔阀体60,内孔阀体60固定在标定舱室6上与内部连通,每一个内孔阀体60内部固定安装有可调压力的阀内弹簧59,阀内弹簧59拉紧压阀活盖58,内孔阀体60外端是一个光滑平整的圆形柔性平面,压阀活盖58的下表面也是一个光滑平整的圆形柔性平面,在平常状态时阀内弹簧59拉紧的条件下压阀活盖58正好可以将内孔阀体60密封好,当标定舱室6内压力不平衡时阀内弹簧59释放一定的力量松开压阀活盖58释放出不平衡的压力,当标定舱室6再次达到平常状态时阀内弹簧59拉紧压阀活盖58再次将内孔阀体60密封好;稳恒标定器13是由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的主体,为具有标准体积的标定舱室6的密封管路结构,标定舱室6是稳恒标定器13的核心部件,被设计成无空气动力学死角的圆球形状,标定舱室6的外围一周都装有标定保温层5,在整个圆球形标定舱室6的最顶部开有标定出口管3和废气收集器1密封连接,标定后的废气经过收集处理后输出纯净的无害化气体,在废气收集器1的两端跨接着排气差压表2,用来检测废气收集器1工作是否正常,在整个标定舱室6中部一圈的水平线位置开有多个标定测试口8分别接入高精度气溶胶颗粒浓度仪57和颗粒粒径仪7或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器用来实现检测和标定功能,圆球形标定舱室6的下部装有标定温感器9随时检测标定舱室6的温度,整个圆球形标定舱室6的最底部开口通过密封管路密封连接着标定流量控制器10,标定流量控制器10的另一端是外部包围着标定恒温器12的标定通管14,标定通管14与标定风机16连接,标定引口管20从电筛分器46内获取具有一定颗粒大小的筛选适合标定气溶胶22,在标定风机16驱动和标定流量控制器10控制下再经过标定恒温器12的控温,将得到恒温和恒定流速的具有一定颗粒大小的符合要求的筛选适合标定气溶胶22送入到标定舱室6进行标定测量;标定完成后的气溶胶废气经过带有排气差压表2的废气收集器1充分过滤后安全排放,计算机控制器(15)通过数据线连接到各个传感器和控制部件,计算机控制器是15一个由计算机硬件和软件组成的自动控制系统,通过数据连线根据预设定好的程序检测整个设备中的旁路温感器50、进气差压表44、排气差压表2、标定温感器9的数据,并将数据结果反馈给计算机控制器15来控制相应的旁路风机25、旁路控温器27、旁路流量控制器33、冷凝器38、中和高压源32、选择高压源11、标定恒温器12、标定流量控制器10、标定风机16、颗粒粒径仪7和颗粒浓度仪57,确保在进行气溶胶标定时整个标定过程符合要求并且在全部标定和检测过程中实现自动控制。
实施例:
使用一种自稀释气溶胶筛分标定装置对气溶胶进行自动稀释并雾化产生一定颗粒粒径气溶胶又能对其进行高精度稳恒标定的科学实验时,首先准备好待标定气溶胶气体,将废气收集器1清理打扫干净,打开主通气管42和旁路通管30外围的冷凝器38外表面上的防水阀39,将冷凝器38制冷产生的水释放干净,然后关闭防水阀39;将安装在圆球形状的标定舱室6四周的所有标定恒压阀4的压阀活盖58密封好内孔阀体60,根据实验的需要在标定舱室6的标定测试口8上分别接入高精度气溶胶颗粒浓度仪57和颗粒粒径仪7或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器,接通计算机控制器15的电源,启动复位准备保护程序,控制旁路风机25、旁路控温器27、旁路流量控制器33、冷凝器38、中和高压源32、选择高压源11、标定恒温器12、标定流量控制器10、标定风机16、颗粒粒径仪7和颗粒浓度仪57全部处于复位保护状态,各个传感器和控制部件准备就绪;根据实验要求调出并启动运行预先设定好的程序,在计算机控制器15控制下开始工作,计算机控制器15通过数据线控制标定风机16启动,在标定风机16驱动下气溶胶进气口34引入待标定气溶胶气体进入由中和高压源32提供高电压的中和器37内,在中和器37的中和阳极36与中和阴极35电场作用下产生大量的正负离子使得大小颗粒不一的待标定气溶胶统一满足电荷平均分布条件,在冷凝器38控制到一定温度后,再进一步通过进气流量控制器43的流量控制到达主进口管49,主进口管49引导流量受控的、电荷平均分布的、温度适合的未经过的稀释的气溶胶输入到电筛分器46中的圆筒形结构的密封舱室内,沿着密封舱室内的导流罩48外沿均匀层流分布向下溢出;沉积在电筛分器46最下端的大颗粒筛出气溶胶21气流溢出到旁路出口管24,计算机控制器15控制旁路风机25驱动大颗粒筛出气溶胶21气流进入到旁路联管28处,计算机控制器15控制旁路控温器27的加热管使旁路联管28内部的大颗粒筛出气溶胶21气流膨胀活跃起来,经过串接着的旁路过滤器29将膨胀活跃起来的大颗粒筛出气溶胶21气流进行彻底的过滤,使其变成洁净单纯的热空气气体进入到旁路通管30,旁路通管30外围的冷凝器38将热空气气体冷却后经过旁路流量控制器33的限流控制送达旁路进口管45,进气差压表44检测出旁路进口管45和主进口管49之间的差压,反馈给计算机控制器15并调节旁路流量控制器33达到稳定平衡;在自稀释器26内部经过过滤控温和流量控制后形成的纯净气流的稀释气体从旁路进口管45连通到电筛分器46的导流罩48上方进入到导流罩48内部向下扩散,当主进气管49内的气溶胶进入到密封舱室顶部上的圆锥形空间内被导流罩48被分流,沿着狭小气道空间均匀分布向下溢出时和导流罩48内部平稳均匀的向下扩散的清洁的稀释气体汇合被稀释混合;计算机控制器15控制选择高压源11提供出选择电压需要的高压时,在气溶胶与稀释气体混匀后的稀释气溶胶进入到阴极棒54和阳极圈55之间产生的一个高压电场后,其中比较大的带负电荷的气溶胶颗粒沉降到阳极圈55一边,中性颗粒的气溶胶和和过量的稀释气流混合着带有正电荷的较大颗粒气溶胶一起快速通过密封舱室圆筒下边的倒圆锥形最底部的旁路出口管24排出进入自稀释器26过滤并再次稀释,稀释后再进入导流罩48与通过主进气管49进入电筛分器46沿着狭小气道空间均匀分布向下溢出的气溶胶混匀筛分,满足颗粒粒径范围的待标定气溶胶即筛选适合标定气溶胶22沿着正确的抛物线轨迹通过底部的收集狭缝23到达标定引口管20,向稳恒标定器13提供筛分好的一定颗粒大小的待标定气溶胶气体;计算机控制器15通过数据线控制标定恒温器12、标定流量控制器10、标定风机16、颗粒粒径仪7和颗粒浓度仪57,这时标定引口管20引入的筛选适合标定气溶胶22,在标定风机16驱动和标定流量控制器10控制下再经过标定恒温器12的控温,将得到恒温和恒定流速的具有一定颗粒大小的符合要求的筛选适合标定气溶胶22送入到标定舱室6,打开高精度气溶胶颗粒浓度仪57和颗粒粒径仪7或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器的电源,对筛选适合标定气溶胶22进行标定测量;在标定过程中,当标定舱室6内压力不平衡时,阀内弹簧59释放一定的力量松开压阀活盖58释放出不平衡的压力,当标定舱室6再次达到平常状态时阀内弹簧59拉紧压阀活盖58再次将内孔阀体60密封好;废气收集器1两端的排气差压表2随时检测废气收集器1工作状态,标定后的废气经过收集处理充分过滤后输出纯净的无害化气体安全排放;在整个实验标定过程中计算机控制器15通过数据线控制冷凝器38的散热风扇40工作将产生的热量吹散达到对内部管路降温控温,防水阀39随时打开释放冷凝器38制冷产生的水;计算机控制器15通过数据线控制旁路控温器27和标定恒温器12分别对旁路联管28内部的大颗粒筛出气溶胶21和标定通管14中的筛选适合标定气溶胶22加热升温满足实验要求;标定完成,启动结束保护程序,计算机控制器15控制旁路风机25、旁路控温器27、旁路流量控制器33、冷凝器38、中和高压源32、选择高压源11、标定恒温器12、标定流量控制器10、标定风机16、颗粒粒径仪7和颗粒浓度仪57全部处于复位保护状态,各个传感器和控制部件恢复待机状态,关闭高精度气溶胶颗粒浓度仪57和颗粒粒径仪7或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器的电源,关闭计算机控制器的电源,将标定和检测后的筛选适合标定气溶胶22进行采样做进一步的科学分析和研究。

Claims (9)

1.一种自稀释气溶胶筛分标定装置,其特征是:在标定风机(16)驱动下气溶胶进气口(34)引入待标定气溶胶气体进入由中和高压源(32)提供高电压的中和器(37)内,在中和器(37)的中和阳极(36)与中和阴极(35)电场作用下产生大量的正负离子使得大小颗粒不一的待标定气溶胶统一满足电荷平均分布条件,在冷凝器(38)控制到一定温度后,再进一步通过进气流量控制器(43)的流量控制到达主进口管(49),主进口管(49)引导流量受控的、电荷平均分布的、温度适合的未经过的稀释的气溶胶输入到电筛分器(46)中的圆筒形结构的密封舱室内,沿着密封舱室内的导流罩(48)外沿均匀层流分布向下溢出;导流罩(48)外边缘的形状与电筛分器(46)内腔上部的圆锥形顶部相同但外径比电筛分器(46)内腔上部的圆锥形内径稍小,因此留有一定的狭小气道空间,一个跨接在电筛分器(46)两端的自稀释器(26)内部的旁路风机(25)驱动从电筛分器(46)的密封舱室圆筒下边的倒圆锥形最底部的旁路出口管(24)引进的非标定气溶胶气流进入自稀释器(26)内部,在自稀释器(26)内部经过过滤控温和流量控制后形成的纯净气流的稀释气体从旁路进口管(45)连通到电筛分器(46)的导流罩(48)上方进入到导流罩(48)内部向下扩散,当主进气管(49)内的气溶胶进入到密封舱室顶部上的圆锥形空间内被导流罩(48)被分流,沿着狭小气道空间均匀分布向下溢出时和导流罩(48)内部平稳均匀的向下扩散的清洁的稀释气体汇合被稀释混合,在主进气管(49)和旁路进口管(45)之间跨界连接着一个进气差压表(44),进气差压表(44)连通到计算机控制器(15)根据不同的要求和超压数值反馈调节旁路风机(25)的风量和进气流量控制器(43)以及旁路流量控制器(33)的流量达到稳定和平衡的要求,在气溶胶与稀释气体混匀后的稀释气溶胶进入到阴极棒(54)和阳极圈(55)之间产生的一个高压电场后,其中比较大的带负电荷的气溶胶颗粒沉降到阳极圈(55)一边,中性颗粒的气溶胶和和过量的稀释气流混合着带有正电荷的较大颗粒气溶胶一起快速通过密封舱室圆筒下边的倒圆锥形最底部的旁路出口管(24)排出,只有很小一部分满足颗粒粒径范围的待标定气溶胶即筛选适合标定气溶胶(22)能够沿着正确的抛物线轨迹通过底部的收集狭缝(23)到达标定引口管(20),在标定风机(16)的驱动下这些经过稀释和进行电子筛分得到的标定所需的、颗粒粒径大小统一的气溶胶气体被送到稳恒标定器(13)的带有多个自动控制气压的标定恒压阀(4)的球形标定舱室(6)内,由颗粒粒径仪(7)和颗粒浓度仪(57)进行标定,标定完成后的气溶胶废气经过带有排气差压表(2)的废气收集器(1)充分过滤后安全排放,计算机控制器(15)通过数据线连接到各个传感器和控制部件使得全部标定和检测过程实现自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种自稀释气溶胶筛分标定装置置,其特征是:所述自稀释器(26)是由耐腐蚀材料制作,内表面光滑易清洁清洗,整体呈圆筒形密封管路形状的闭环回路,进风口端从电筛分器(46)接收到沉积在最下端的大颗粒筛出气溶胶(21)气流溢出到旁路出口管(24),在与旁路出口管(24)相连的旁路风机(25)驱动下大颗粒筛出气溶胶(21)气流进入到旁路联管(28)处,旁路联管(28)外周包围着旁路控温器(27),旁路控温器(27)的加热管使旁路联管(28)内部的大颗粒筛出气溶胶(21)气流膨胀活跃起来,经过串接着的旁路过滤器(29)将膨胀活跃起来的大颗粒筛出气溶胶(21)气流进行彻底的过滤,使其变成洁净单纯的热空气气体进入到旁路通管(30),旁路通管(30)外围的冷凝器(38)将热空气气体冷却后经过旁路流量控制器(33)的限流控制送达旁路进口管(45),旁路进口管(45)连通到电筛分器(46)的导流罩(48)上方,在旁路进口管(45)和主进口管(49)之间的一个进气差压表(44)检测出旁路进口管(45)和主进口管(49)之间的差压,反馈给计算机控制器(15)并调节旁路流量控制器(33)达到稳定平衡。
3.根据权利要求1所述的一种自稀释气溶胶筛分标定装置,其特征是:所述电筛分器(46)是由绝缘和耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的整体设计为圆筒形结构的密封舱室,密封舱室圆筒形一周的侧壁和圆锥形顶部以及底部外皮上都装有隔温层(51),密封舱室圆筒形下边的倒圆锥形的最底部连通旁路出口管(24),再通过旁路出口管(24)连通到自稀释器(26)的旁路风机(25)上,密封舱室圆筒形上边的圆锥形顶部连通主进口管(49),密封舱室圆筒顶部上的圆锥形中部内设有连通外部旁路进口管(45)的导流罩(48),导流罩(48)中间固定着与密封舱室圆筒同心的导电的阴极棒(54)通过高压线(52)连接到选择高压源(11)的阴极输出端(53)上,紧贴着密封舱室圆筒形内侧壁装有一圈与密封舱室圆筒同心的导电的阳极圈(55),通过高压线(52)连接到选择高压源(11)的阳极输出端(19)上,当选择高压源(11)提供出选择电压需要的高压时,在阴极棒(54)和阳极圈(55)之间产生一个精确的高压电场驱动筛选适合标定气溶胶(22)通过收集狭缝(23)靠近阴极棒(54)下边中心位置上的标定引口管(20)穿过密封舱室圆筒下的圆锥形上部连通到标定风机(16)向稳恒标定器(13)提供筛分好的一定颗粒大小的待标定气溶胶气体。
4.根据权利要求1所述的一种自稀释气溶胶筛分标定装置,其特征是:所述稳恒标定器(13)是由耐腐蚀材料制作的内表面光滑易清洁清洗的主体,为具有标准体积的标定舱室(6)的密封管路结构,标定舱室(6)是稳恒标定器(13)的核心部件,被设计成无空气动力学死角的圆球形状,标定舱室(6)的外围一周都装有标定保温层(5),在整个圆球形标定舱室(6)的最顶部开有标定出口管(3)和废气收集器(1)密封连接,标定后的废气经过收集处理后输出纯净的无害化气体,在废气收集器(1)的两端跨接着排气差压表(2),用来检测废气收集器(1)工作是否正常,在整个标定舱室(6)中部一圈的水平线位置开有多个标定测试口(8)分别接入高精度气溶胶颗粒浓度仪(57)和颗粒粒径仪(7)或者微小固体颗粒气溶胶的相关标定仪器用来实现检测和标定功能,圆球形标定舱室(6)的下部装有标定温感器(9)随时检测标定舱室(6)的温度,整个圆球形标定舱室(6)的最底部开口通过密封管路密封连接着标定流量控制器(10),标定流量控制器(10)的另一端是外部包围着标定恒温器(12)的标定通管(14),标定通管(14)与标定风机(16)连接,标定引口管(20)从电筛分器(46)内获取具有一定颗粒大小的筛选适合标定气溶胶(22),在标定风机(16)驱动和标定流量控制器(10)控制下再经过标定恒温器(12)的控温,将得到恒温和恒定流速的具有一定颗粒大小的符合要求的筛选适合标定气溶胶(22)送入到标定舱室(6)进行标定测量。
5.根据权利要求1所述的一种自稀释气溶胶筛分标定装置,其特征是:所述导流罩(48)是由轻薄耐腐蚀材料做成的内部中空的内表面光滑易清洁清洗的气流引导风罩,被安装于电筛分器(46)内腔上部接近主进口管(49)位置,最上端开口与旁路进口管(45)密封连接引进旁路过滤后清洁的稀释气体,导流罩(48)上部是一个有倾斜遮挡圈构成的气旋舱(47),旁路进口管(45)密封连接到导流罩(48)最上端开口处引进稀释气体在此处形成旋转湍流并混合均匀后进入到下部的稀释气舱(31)平稳均匀的向下扩散,气旋舱(47)的上部装有旁路温感器(50)随时检测导流罩(48)内的温度,导流罩(48)外边缘的形状与电筛分器(46)内腔上部的圆锥形顶部相同但外径比电筛分器(46)内腔上部的圆锥形内径稍小留有一定的狭小气道空间,当主进口管(49)内的气溶胶进入到密封舱室顶部在圆锥形内遇到导流罩(48)被分流,沿着狭小气道空间均匀分布向下溢出时和导流罩(48)内部平稳均匀的向下扩散清洁的稀释气体汇合被稀释。
6.根据权利要求1所述的一种自稀释气溶胶筛分标定装置,其特征是:所述冷凝器(38)是安装在主通气管(42)和旁路通管(30)外围对管路内气溶胶气体进行降温控温的专用部件,冷凝器(38)内部是一段内径紧密配合管路外径的圆形半导体制冷器(41),在计算机控制器(15)的控制下半导体制冷器(41)将内径壁上的热量传送到半导体制冷器(41)的外表面上,安装在外表面上的散热风扇(40)将内径壁上搬运到半导体制冷器(41)外表面上产生的热量吹散达到对内部管路降温控温,安装在外表面上的防水阀(39)可以打开释放冷凝器(38)制冷产生的水,从而实现对主通气管(42)和旁路通管(30)管路内气溶胶气体进行降温控温的目的。
7.根据权利要求1所述的一种自稀释气溶胶筛分标定装置,其特征是:所述选择高压源(11)是一个电子电路部件,由具有良好绝缘性能的机壳和可调高压发生器(18)组成,面板上有可以指示输出高电压数值的电压指示表(56)和操作输入键盘(17),计算机控制器(15)精确控制并根据需要从阴极输出端(53)和阳极输出端(19)输出从0伏特到10万伏特的高压电压,通过高压线(52)输送到电筛分器(46)内的阴极棒(54)和阳极圈(55)上对不同颗粒大小的气溶胶粒子进行筛分。
8.根据权利要求1所述的一种自稀释气溶胶筛分标定装置,其特征是:所述标定恒压阀(4)是多个安装于无空气动力学死角的圆球形状的标定舱室(6)四周的自动控制气压的阀门,具有自动平衡标定舱室(6)内压力的功能,其主体为坚固刚性耐腐蚀材料制作的管路形状的内孔阀体(60),内孔阀体(60)固定在标定舱室(6)上与内部连通,每一个内孔阀体(60)内部固定安装有可调压力的阀内弹簧(59),阀内弹簧(59)拉紧压阀活盖(58),内孔阀体(60)外端是一个光滑平整的圆形柔性平面,压阀活盖(58)的下表面也是一个光滑平整的圆形柔性平面,在平常状态时阀内弹簧(59)拉紧的条件下压阀活盖(58)正好可以将内孔阀体(60)密封好,当标定舱室(6)内压力不平衡时阀内弹簧(59)释放一定的力量松开压阀活盖(58)释放出不平衡的压力,当标定舱室(6)再次达到平常状态时阀内弹簧(59)拉紧压阀活盖(58)再次将内孔阀体(60)密封好。
9.根据权利要求1所述的一种自稀释气溶胶筛分标定装置,其特征是:所述计算机控制器(15)是一个由计算机硬件和软件组成的自动控制系统,通过数据连线根据预设定好的程序检测整个设备中的旁路温感器(50)、进气差压表(44)、排气差压表(2)、标定温感器(9)的数据,并将数据结果反馈给计算机控制器(15)来控制相应的旁路风机(25)、旁路控温器(27)、旁路流量控制器(33)、冷凝器(38)、中和高压源(32)、选择高压源(11)、标定恒温器(12)、标定流量控制器(10)、标定风机(16)、颗粒粒径仪(7)和颗粒浓度仪(57),确保在进行气溶胶标定时整个标定过程符合要求。
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