CN108717010B - 一种用于产生和筛选雾化气溶胶的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，包括进气量可控的进气装置、样品容器、超声雾化装置、喷雾出口、雾化腔以及液体回收装置；超声雾化装置设于样品容器下方，且位于雾化腔的入口处，用于雾化样品容器中的待处理液体样品，使待处理液体样品形成雾化气溶胶并进入雾化腔；进气装置连接至雾化腔以向雾化腔内通入载气，使雾化气溶胶在载气的带动下流向喷雾出口；其中，通过调节载气流量的大小可筛选不同粒径的雾化气溶胶，并经由喷雾出口将筛选出的雾化气溶胶喷出；液体回收装置连接于雾化腔的底部，用于回收在雾化气溶胶随载气流动的过程中形成的液滴。本发明具有结构、操作简单，成本低廉的优点。

Description

一种用于产生和筛选雾化气溶胶的装置
技术领域
本发明涉及分析仪器领域，尤其是涉及一种用于产生和筛选雾化气溶胶的装置。
背景技术
样品前处理是样品检测的重要步骤之一，大部分分析仪器都需要样品变成气态之后才能够被检测到，例如质谱仪、离子迁移谱等常用的分析仪器。不同性质的样品的前处理方法都不相同，因此简便、高效的样品前处理手段是目前样品检测领域所迫切需要的。
对于一些不易挥发的液体样品，目前采用的主要手段是电喷雾进样的方式，以质谱仪为例，通过给溶液施加高压电的方式，让液体样品在毛细管尖端形成带电的喷雾，再通过检测器进行检测。这种样品的前处理需要高压电源等装置，结构复杂成本较高。因此需要开发一些简便、低成本的样品处理装置，来进行样品的前处理。
公开号为CN104931420A的专利文献提供了一种超声雾化装置，此装置虽然能够有效的改善液体残留的问题，还可以提高样品的雾化效率。但是装置不仅在结构上过于复杂，不能保证绝对无残留的问题，清洗起来也不方便。另外，该超声雾化装置有很多的附加装置，如加热冷凝装置、偶合室、谐振膜等，实际操作起来比较麻烦。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，不仅结构简单易于实现，且成品较低，可以实现对不易挥发液体样品的快速前处理，将其转化为雾化气溶胶的形式，同时还可以筛选不同的气溶胶颗粒大小，便于后续的样品电离和检测。
本发明为达上述目的提出以下技术方案：
一种用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，包括进气量可控的进气装置、样品容器、超声雾化装置、喷雾出口、雾化腔以及液体回收装置；所述超声雾化装置设于所述样品容器下方，且位于所述雾化腔的入口处，用于雾化所述样品容器中的待处理液体样品，使所述待处理液体样品形成雾化气溶胶并进入所述雾化腔；所述进气装置连接至所述雾化腔以向所述雾化腔内通入载气，使所述雾化气溶胶在所述载气的带动下流向所述喷雾出口；其中，通过调节载气流量的大小可筛选不同粒径的雾化气溶胶，并经由所述喷雾出口将筛选出的雾化气溶胶喷出；所述液体回收装置连接于所述雾化腔的底部，用于回收在所述雾化气溶胶随载气流动的过程中形成的液滴。
雾化气溶胶在雾化腔中流动时，主要存在大液滴的自然沉降和腔壁的附着损失两种现象，而载气的流量会对这两种现象产生影响。载气流量小时主要是腔壁的附着损失现象，液滴间的碰撞融合比较少，随着载气到达出口处的气溶胶颗粒大小与从超声雾化装置出来时相比，基本不发生变化。而当载气流量较大时，腔壁附着损失减少，液滴间的碰撞融合加速，较大的液滴相互融合成更大液滴自然沉降下来(最终回收到液体回收装置)，同时随着载气流至出口处的主要是一些小颗粒气溶胶。这样一来，就达到了根据载气流量的不同来筛选雾化气溶胶颗粒的目的。
本发明上述技术方案提供的用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，以简单的结构和操作实现雾化气溶胶的产生和按粒径筛选，在难挥发液体样品检测方面具有很高的应用价值。
更进一步地，所述进气装置包括连接于所述雾化腔的进气管和设置于进气管上的气体流量计；在向所述雾化腔通入载气时，通过所述气体流量计调节载气流量。
更进一步地，所述进气管连接至所述雾化腔的靠近入口处。
更进一步地，所述样品容器为一样品槽。
更进一步地，所述超声雾化装置包括一超声雾化片，所述待处理液体样品经由所述样品槽与所述超声雾化片接触，经由通电的所述超声雾化片形成雾化气溶胶。
更进一步地，所述雾化腔为U型雾化腔，所述U型雾化腔的一端连接所述超声雾化片，另一端连接所述喷雾出口。
更进一步地，所述液体回收装置连接于所述U型雾化腔的底部。
附图说明
图1是本发明一具体实施例提供的用于产生和筛选雾化气溶胶的装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的具体实施方式提供一种用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，作为样品前处理装置应用于样品分析领域，具体而言是将难挥发液体样品处理成雾化气溶胶，方便后续样品的电离和检测。
参考图1，所述用于产生和筛选雾化气溶胶的装置包括进气量可控的进气装置、样品容器3、超声雾化装置4、喷雾出口5、雾化腔6以及液体回收装置7。所述超声雾化装置4设于所述样品容器3下方，且位于所述雾化腔6的入口处，用于雾化所述样品容器3中的待处理液体样品，使所述待处理液体样品形成雾化气溶胶并进入所述雾化腔6。所述进气装置连接至所述雾化腔6以向所述雾化腔内通入载气，使所述雾化气溶胶在所述载气的带动下流向所述喷雾出口5；其中，通过调节载气流量的大小可筛选不同粒径的雾化气溶胶，并经由所述喷雾出口将筛选出的雾化气溶胶喷出。所述液体回收装置7连接于所述雾化腔的底部，用于回收在所述雾化气溶胶随载气流动的过程中形成的液滴。
在一具体的实施例中，所述进气装置包括连接于雾化腔6的进气管1和设置于进气管上的气体流量计2；在向所述雾化腔通入载气时，通过所述气体流量计2调节载气流量。超声雾化装置4包括超声雾化片。进气管1连接在雾化腔6的入口下方，靠近入口处。样品容器3例如是一盛放液体样品的样品槽，样品槽中的待处理液体样品通过样品槽与超声雾化片相接触，超声雾化片通电状态下，液体样品则可在超声波的作用下变成雾化气溶胶并进入雾化腔6里面，通过进气管1和气体流量计2，通入固定流速/流量的载气，雾化气溶胶在载气的带动下，在雾化腔内流动，最终通过喷雾出口形成稳定的气溶胶喷雾。本发明能够实现将液体样品变成雾化气溶胶，并通过载气大小的变化，影响气溶胶在雾化腔里面的自沉降和碰撞融合，最终在出口处形成不同流速和不同粒径大小的雾化气溶胶样品。
在优选的实施例中，如图1所示，所述雾化腔6为U型雾化腔，所述U型雾化腔的一端连接所述超声雾化片，另一端连接所述喷雾出口5。而液体回收装置7连接于该U型雾化腔的底部。
下面以液态水样品为例，对本发明上述提供的用于产生和筛选雾化气溶胶的装置的工作过程进行详细的说明：
1)按照图1所示的结构组装好用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，并将超声雾化片通电，气体流量计流量设置为零；
2)使用移液枪往样品槽中加入液态水样品，水样品经过超声雾化片后，形成雾化气溶胶进入到雾化腔6中；
3)调节气体流量计给一定的流量，使载气进入到雾化腔中带动样品的雾化气溶胶流动起来，流至喷雾出口处喷出形成稳定的雾化气溶胶样品，可供后续检测。在此过程中，通过调节气体流量计的流量大小，改变载气的流量，影响雾化样品在雾化腔中的流动状态和碰撞状态，从而可筛选出不同粒径的雾化气溶胶，进而在出口处喷出的雾化气溶胶的状态和气溶胶颗粒大小发生改变；
4)取下液体回收装置，关闭电源和气源供应，清洗雾化腔。
本发明采用超声雾化片将不易挥发的液态水样品变成雾化气溶胶的形式，利用不同的载气速度实现筛选气溶胶的粒径大小，整体装置结构简单，便于使用，同时成本低廉。
值得注意的是，超声雾化片的型号、雾化腔的外形尺寸、载气的选择、液体样品的选择并不构成对本发明的限制，液体样品和载气的选择只要保证两者不发生反应即可。另外，可以根据实际情况，调整装置参数。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，其特征在于：包括进气量可控的进气装置、样品容器(3)、超声雾化装置(4)、喷雾出口(5)、雾化腔(6)以及液体回收装置(7)；
所述超声雾化装置(4)设于所述样品容器(3)下方，且位于所述雾化腔(6)的入口处，用于雾化所述样品容器(3)中的待处理液体样品，使所述待处理液体样品形成雾化气溶胶并进入所述雾化腔(6)；所述超声雾化装置(4)包括一超声雾化片，所述雾化腔(6)为U型雾化腔，所述U型雾化腔的一端连接所述超声雾化片，另一端连接所述喷雾出口(5)；
所述进气装置连接至所述雾化腔(6)以向所述雾化腔内通入载气，使所述雾化气溶胶在所述载气的带动下流向所述喷雾出口(5)；其中，通过调节载气流量的大小可筛选不同粒径的雾化气溶胶，并经由所述喷雾出口将筛选出的雾化气溶胶喷出；
所述液体回收装置(7)连接于所述雾化腔的底部，用于回收在所述雾化气溶胶随载气流动的过程中形成的液滴。
2.如权利要求1所述的用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，其特征在于：所述进气装置包括连接于所述雾化腔的进气管(1)和设置于进气管上的气体流量计(2)；在向所述雾化腔通入载气时，通过所述气体流量计调节载气流量。
3.如权利要求2所述的用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，其特征在于：所述进气管(1)连接至所述雾化腔的靠近入口处。
4.如权利要求1所述的用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，其特征在于：所述样品容器(3)为一样品槽。
5.如权利要求4所述的用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，其特征在于：所述待处理液体样品经由所述样品槽与所述超声雾化片接触，经由通电的所述超声雾化片形成雾化气溶胶。
6.如权利要求1所述的用于产生和筛选雾化气溶胶的装置，其特征在于：所述液体回收装置(7)连接于所述U型雾化腔的底部。
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