CN111974321A - 一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器 - Google Patents
一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，包括壳体、多个样品瓶、设置于壳体内的震荡组件，所述样品瓶与震荡组件接触，还包括与所有样品瓶连通的第一气源和第二气源，还包括与第一气源连通的输出气路，所述输出气路与样品瓶连通，所述震荡组件包括超声波换能头以及水槽，所述样品瓶放置在装有水的水槽内，所述超声波换能头固设在水槽上。发生器可以进行多路发尘的同时保证样本不会相互干扰；使用超声波、样品容器水浴的方式，使挂壁的样品可以滑落瓶底再次进行发尘；使用微高压小气流吹尘、低压大气流穿插紊流，使样品均匀发尘的同时确保样品不附着在输送管路。
Description
技术领域
本发明涉及气溶胶发生器技术领域，具体涉及一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器。
背景技术
大气环境中颗粒物成分复杂,来源众多。近年来研究表明,扬尘在大气颗粒物污染和雾霾形成中有重要影响，大气颗粒物污染和雾霾严重危害着人类健康,因此,揭秘尘的物理化学特性对研究大气颗粒物具有重要意义,同时也为大气颗粒物污染防治策略的制定提供必要的理论依据。但目前的悬浮设备每次实验只能进行一个样本，再一次实验需要清洗样本瓶重新装填样本；发尘装置只采用正压气体吹的方式，这种方式会导致颗粒物附着样品瓶壁且发尘不均匀。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了克服现有技术不足，现提出一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，解决了现有的悬浮设备发尘装置的挂壁、发尘不均匀、每次实验只能进行一个样本等问题。
(二)技术方案
本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，包括壳体、多个样品瓶、设置于壳体内的震荡组件，所述样品瓶与震荡组件接触，还包括与所有样品瓶连通的第一气源和第二气源，还包括与第一气源连通的输出气路，所述输出气路与样品瓶连通，所述震荡组件包括超声波换能头以及水槽，所述样品瓶放置在装有水的水槽内，所述超声波换能头固设在水槽上。
进一步的，还包括第一气阀组，所述第一气阀组与第一气源连接，所述第一气阀组还与第一气源连通样品瓶、输出气路的管路连接。
进一步的，还包括第二气阀组，所述第二气阀组与第二气源连接，所述第二气阀组还与第二气源连通样品瓶的管路连接。
进一步的，还包括第一汇流排，所述第一气源与第一气阀组之间连接第一汇流排。
进一步的，还包括第二汇流排，所述第二气源与第二气阀组之间连接第二汇流排。
进一步的，还包括多个三通快接头，所述三通快接头设置在与第一气源连接的管路和输出气路以及和与样品瓶连通的管路交叉点。
进一步的，所述三通快接头设置在壳体外部，通过三通固定架固定在壳体上。
进一步的，所述壳体内部设置有固定座，所述第一气阀组和第二气阀组固定在固定座上。
进一步的，还包括电控组件，所述电控组件固定在壳体内部，控制第一气阀组和第二气阀组的气阀分时开关以及超声波换能头的开关。
(三)有益效果
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本专利发生器通过电控组件可合理且精确的控制气阀开关时间和顺序，使得发生器可以进行多路发尘的同时保证样本不会相互干扰；使用超声波震荡、样品瓶水浴的方式，均匀传能，使挂壁的样品可以滑落瓶底再次进行发尘；使用微高压小气流吹尘、低压大气流穿插紊流，使样品均匀发尘的同时确保样品不附着在输送管路上。
附图说明
图1是本发明超声波气溶胶发生器的整体结构示意图；
图2是本发明超声波气溶胶发生器的内部结构示意图；
图3是本发明超声波气溶胶发生器的另一内部结构示意图；
图4是本发明超声波气溶胶发生器水槽部分的结构示意图；
图5是本发明超声波气溶胶发生器气路原理图；
图6是本发明超声波气溶胶发生器电控组件的控制原理图。
附图标记说明如下：
1、壳体；2、样品瓶；3、第一气阀组；4、第二气阀组；5、超声波换能头；6、水槽；7、第一汇流排；8、第二汇流排；9、三通快接头；10、三通固定架；11、底座；12、固定座；13、电控组件；14、把手。图5中A为第一气源，B为第二气源，①-⑩表示10路输出气路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-5所示，本实施例中的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，包括壳体1、10个样品瓶2，设置于壳体1内的震荡组件，所述样品瓶2与震荡组件接触，还包括与所有样品瓶2连通的第一气源A和第二气源B，还包括与第一气源A连通的输出气路，所述输出气路与样品瓶2连通，本实施例因为具有10个样品瓶2，因此具有十路输出气路，如图5所示的①-⑩。
作为本实施例的一个优选实施方式，为了防止样品瓶2内样品挂壁或者让挂壁样品再次启尘，参照图4，本实施例的震荡组件包括3个超声波换能头5以及水槽6，所述样品瓶2全部放置在装有水的水槽6内，所述3个超声波换能头5安装在水槽6底部。开启超声波换能头5，在超声波的激荡作用以及水浴的均匀传能下，挂壁的样品能滑落瓶底再次起尘。
作为本实施例的一个优选实施方式，参照图2、3、5，为了实现自动化吹扫10个样品瓶2、输出气路①-⑩以及10个样品瓶2分时起尘，本实施例的超声波气溶胶发生器还包括第一气阀组3，所述第一气阀组3与第一气源A连接，所述第一气阀组3还与第一气源A连通样品瓶2、输出气路的管路连接，所述第一气阀组3由10个气阀组成。还包括第二气阀组4，所述第二气阀组4与第二气源B连接，所述第二气阀组4还与第二气源B连通样品瓶2的管路连接，所述第二气阀组4也由10个气阀组成。具体的，在壳体1底部的底座11上固定有两个固定座12，所述超声波换能头5固定在底座11中部，所述两个固定座12分别位于水槽6的两侧，所述第一气阀组3和第一阀组4分别固定在两个固定座12上。
作为本实施例的一个优选实施方式，参照图5，为了便于两个气源向各样品瓶2分流输出气体，本实施例的发生器还包括第一汇流排7，所述第一气源A与第一气阀组3之间连接第一汇流排7。还包括第二汇流排8，所述第二气源B与第二气阀组4之间连接第二汇流排8。
作为本实施例的一个优选实施方式，参照图5，为了便于从第一气阀组3输出的气体分流进入样品瓶2和输出气路，本实施例的发生器还包括10个三通快接头9，所述三通快接头9设置在与第一气源A连接的管路和输出气路以及和与样品瓶2连通的管路交叉点。
作为本实施例的一个优选实施方式，参照图1，所述三通快接头9设置在壳体1外部，通过三通固定架10固定在壳体1上。三通固定架10固定在壳体1顶部，位置紧邻样品瓶2，每个三通快接头9正对一个样品瓶2。
作为本实施例的一个优选实施方式，参照图3及图6，为了实现自动化分时分路精准控制，本实施例的超声波气溶胶发生器还包括电控组件13，所述电控组件13固定在壳体1内部，控制第一气阀组3和第二气阀组4的气阀分时开关以及超声波换能头5的开关。本实施例的主控芯片采用STM32F103C8T6微控制器，RS-485接口IC采用SP485EEN-L/TR。
如图6所示，电控组件13的控制原理：主控芯片通过485通讯模块获取上位机命令、解析上位机命令、执行上位机命令和反馈执行结果。具体的，主控芯片获取上位机命令，解析上位机命令，根据解析的信息改变主控芯片引脚电平控制继电器工作，从而驱动第一气阀组3的一到十路气阀和第二气阀组4的一到十路气阀，并控制超声波驱动模块驱动换能头5执行上位机命令。反馈执行结果：将执行后的结果通过485通信总线再反馈上位机。
作为本实施例的一个优选实施方式，所述壳体1外部侧面设置有把手14，便于携带和搬运。
参照图5，本实施例发生器任意一路的工作过程是，先进行管路清扫，然后再进行超声波震荡吹尘，最后进行管路再清扫。以下以第一路举例说明：
1、管路清扫：由第一气源A提供高压大气流，气压约为0.8Mpa，流速约为20L/min，打开第一气阀组3的第一路气阀，高压大气流先清扫第一输出气路；
2、超声波震荡吹扫：同时打开3个超声波换能头5进行激荡，然后由第二气源B提供微高压小气流，气压约为0.3Mpa，流速约为5L/min，由第一气源A提供低压大气流，气压约为0.2Mpa，流速约为10L/min，第一气阀组3的第一路气阀和第二气阀组4的第一路气阀同时打开，进行激荡吹尘。其中，微高压小气流可确保均匀启尘，低压大气流紊流防止气溶胶附着管壁，超声波激荡击落挂壁颗粒物返回瓶底重新起尘。
3、管路再清扫：由第一气源A提供高压大气流，气压约为0.8Mpa，流速约为20L/min，打开第一气阀组3的第一路气阀，再次将第一输出气路吹扫干净。
一共十路的通路都是按照上述的工作过程进行工作，可自由选择任何一个通路工作，气阀的开关以及超声波换能头5的开关由电控组件13控制，每次不再受到只进一个样本的困扰，而且每一路发尘均匀、没有挂壁发生。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (9)
1.一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，包括壳体、多个样品瓶，其特征在于：还包括设置于壳体内的震荡组件，所述样品瓶与震荡组件接触，还包括与所有样品瓶连通的第一气源和第二气源，还包括与第一气源连通的输出气路，所述输出气路与样品瓶连通，所述震荡组件包括超声波换能头以及水槽，所述样品瓶放置在装有水的水槽内，所述超声波换能头固设在水槽上。
2.根据权利要求1所述的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，其特征在于：还包括第一气阀组，所述第一气阀组与第一气源连接，所述第一气阀组还与第一气源连通样品瓶、输出气路的管路连接。
3.根据权利要求2所述的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，其特征在于：还包括第二气阀组，所述第二气阀组与第二气源连接，所述第二气阀组还与第二气源连通样品瓶的管路连接。
4.根据权利要求2所述的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，其特征在于：还包括第一汇流排，所述第一气源与第一气阀组之间连接第一汇流排。
5.根据权利要求3所述的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，其特征在于：还包括第二汇流排，所述第二气源与第二气阀组之间连接第二汇流排。
6.根据权利要求1所述的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，其特征在于：还包括多个三通快接头，所述三通快接头设置在与第一气源连接的管路和输出气路以及和与样品瓶连通的管路交叉点。
7.根据权利要求6所述的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，其特征在于：所述三通快接头设置在壳体外部，通过三通固定架固定在壳体上。
8.根据权利要求3所述的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，其特征在于：所述壳体内部设置有固定座，所述第一气阀组和第二气阀组固定在固定座上。
9.根据权利要求3所述的一种可多路发生带有紊流保护气路的超声波气溶胶发生器，其特征在于：还包括电控组件，所述电控组件固定在壳体内部，控制第一气阀组和第二气阀组的气阀分时开关以及超声波换能头的开关。
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