CN213102104U - 一种可调控气溶胶浓度校验装置以及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调控气溶胶浓度校验装置以及系统，属于气溶胶发生技术领域。其包括：气溶胶发生器以及设置在气溶胶发生器下端的导气座；导气座内具有一内部空间，导气座上设置有多个通孔，多个通孔间隔的设置环绕于导气座上，多个通孔由导气座的外侧贯穿至内部空间；且导气座的上端具有一出气口，出气口与内部空间相连通。本实用新型采用向上投放的方式输送干燥的空气及溶液，适用于天花板高度较低的场合；并且不会与天花板产生干涉，因此可避免受到监测站房高度限制，以便于架设。再者，即使在天花板高度较低的场合，系统的管路也不需要曝露于室外，若是在寒带地区，也不会有系统管路内溶液结冰的问题。

Description

一种可调控气溶胶浓度校验装置以及系统

技术领域

本实用新型涉及气溶胶发生技术领域，具体涉及一种可调控气溶胶浓度校验装置以及系统，更具体涉及一种方便验证气溶胶组分质量浓度量测的可调控气溶胶浓度校验装置以及系统。

背景技术

气溶胶(aerosol)是指一个以气体为连续相、粒状物为分散相的两相混合体。环境中有各种不同粒径和不同化学组分的气溶胶，对人体健康、气候、能见度及生活质量可造成不同程度的影响。近年来研究发现，气溶胶在我们的复杂环境中扮演着重要角色，这些气溶胶藉由吸收、散射、和辐射直接影响地球的热平衡，也能间接地影响大气中少数的物质组成，造成臭氧和其它化学物质生成或破坏。

对于气溶胶的研究，许多文献已有深厚的理论基础与模型，对于研究其性质不外乎实际采样与遥测，但受限于大气气溶胶会随着时间和空间变化，所以仍有许多不确定因素无法实时得知，如气溶胶的粒径分布、组分及质量浓度等。目前气溶胶的质量浓度并没有所谓的一级标准品，因此相关仪器设备的校验大多是利用滤膜采样做平行的比对。惟，以滤膜采样的方式，需滤膜前处理及运送滤膜，容易产生人为的误差。

中国专利公告号CN207628366U揭露一种用于颗粒成分浓度校准的颗粒发生装置，包括一混合腔及一雾化器，混合腔的内部形成有一腔室，混合腔的上端处设有空气入口，能用以输入干燥的空气，混合腔的下端处设有出口。雾化器设置于混合腔的上端处，溶液输送装置能将溶液输送至雾化器，以通过雾化器将溶液雾化，并喷出至混合腔的腔室内近上端处，雾化的液滴向下掉落时，能与干燥的空气接触，以形成浓度与粒径分布稳定的气溶胶。藉此，可便于进行后续的气溶胶质量浓度连续监测仪、在线气溶胶组分监测仪或手工膜采样器的比对及校正。上述的颗粒发生装置，可以有效的减少人为所产生的误差，然而上述的颗粒发生装置，是采用向下投放的方式输入干燥的空气及溶液，因此颗粒发生装置以及系统皆设置于待测连续监测仪的上端处，会占用连续监测仪的上端处的空间，尤其是在天花板高度较低的场合，系统会与天花板产生干涉，不便于架设。另，在天花板高度较低的场合，系统的管路曝露于室外，若是在寒带地区，则会造成管路内溶液结冰的问题，导致无法正常的运作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可调控气溶胶浓度校验装置以及系统，针对现有技术的不足提供一种可调控气溶胶浓度校验装置以及系统，可将溶液雾化成液滴，再经空气干燥后，进而发生质量浓度与粒径分布稳定的气溶胶，以便于进行后续的气溶胶质量浓度连续监测仪比对及校验，且可避免受到监测站房高度限制，以方便架设，且不会有管路内溶液结冰的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种可调控气溶胶浓度校验装置，包括：气溶胶发生器以及设置在气溶胶发生器下端的导气座；

导气座内具有一内部空间，导气座上设置有多个通孔，多个通孔间隔的设置环绕于导气座上，多个通孔由导气座的外侧贯穿至内部空间；且导气座的上端具有一出气口，出气口与内部空间相连通。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述导气座内靠近出气口处具有一内锥面，内锥面的内径呈向上渐缩状，使得内部空间靠近出气口处形成向上渐缩状。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述气溶胶发生器包括：混合腔、设置在混合腔的下端处的雾化器以及与雾化器连接的溶液输送装置；

混合腔的内部形成有一腔室，混合腔的下端处设有空气入口，空气入口与腔室相连通，空气入口能输送干燥的空气至腔室内，混合腔的上端处设有出口，出口与腔室相连通；

雾化器将溶液雾化，并喷出至混合腔的腔室内近下端处。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述空气入口包含一第一空气入口及一第二空气入口，混合腔的腔室内近下端处环设一隔板，隔板的长度小于60mm，隔板将腔室内近下端处区隔成一内环进气室及一外环进气室，内环进气室位于混合腔的腔室内的中心处，所述外环进气室位于所述内环进气室的外侧，所述内环进气室及所述外环进气室分别与所述第一空气入口及所述第二空气入口相连通，使干燥的空气能通过所述第一空气入口及所述第二空气入口分别输送至所述内环进气室及所述外环进气室。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述第一空气入口设于混合腔的下端处的一侧，第二空气入口设于混合腔的下端处的一侧，且第二空气入口位于第一空气入口的上方，第一空气入口较第二空气入口靠近该雾化器。

一种可调控气溶胶浓度校验系统，包括：上述的可调控气溶胶浓度校验装置以及空气处理装置，空气处理装置与气溶胶产发生器连接；

空气处理装置包括：依次连通的空压机、除酸碱气体滤材器、一颗粒过滤器和二流量计。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述溶液输送装置连接一在线溶液脱气机，在线溶液脱气机能用于消除溶液中的气泡。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述混合腔的出口连接有负压装置。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述出口连接一旁路腔体，使用正压系统接上待测设备时，能将多余的气溶胶释出，维持发生的气溶胶质量浓度与粒径分布稳定。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型可调控气溶胶浓度校验装置以及系统是采用向上投放的方式输送干燥的空气及溶液，该系统空气入口及雾化器皆设置于混合腔的下端处且出口朝上，因此可适用于天花板高度较低的场合；并且系统不会与天花板产生干涉，因此可避免受到监测站房高度限制，以便于架设。再者，该系统出口朝上，即使在天花板高度较低的场合，系统的管路也不需要曝露于室外，若是在寒带地区，也不会有系统的管路内溶液结冰的问题。再者，雾化的液滴向上输送，喷嘴内的溶液容易排出气泡，且本实用新型另设有一在线溶液脱气机，可采用在线溶液脱气机来消除溶液中的气泡，确保定量的准确度。

附图说明

图1为本实用新型的可调控气溶胶浓度校验装置的立体结构图；

图2为本实用新型的图1的Ⅱ-Ⅱ剖视示意图；

图3为本实用新型的图2的Ⅲ局部放大图；

图4为本实用新型的可调控气溶胶浓度校验系统的导气座的立体结构图；

图5为本实用新型的可调控气溶胶浓度校验系统的立体结构图；

图6为本实用新型的可调控气溶胶浓度校验系统的另一立体结构图。

图中：1-混合腔；11-筒体；12-筒体；13-筒体；14-筒体；15-腔室； 16-空气入口；161-第一空气入口；162-第二空气入口；17-隔板；18-内环进气室；19-外环进气室；20-出口；21-锥状部；22-导气座；221-内部空间； 222-通孔；223-出气口；224-内锥面；L-轴心线；3-雾化器；31-喷嘴；5- 空压机；6-整流装置；7-颗粒过滤器；8-溶液输送装置；9-在线溶液脱气机； 10-除酸碱气体滤材器；30-第一流量计；40-第二流量计；50-溶液储存桶； 60-负压装置；70-旁路腔体。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

请参照图1-4，本实用新型的可调控气溶胶浓度校验装置，包括：气溶胶发生器以及设置在气溶胶发生器下端的导气座22，气溶胶发生器包括包括一混合腔1和一雾化器3。

该混合腔1较佳为多件式结构，亦即可利用多个筒体11、12、13及14 组合而成，以便于组装及拆卸，从而可便利于携带。该混合腔1呈直立的设置，亦即该混合腔1的轴心线L垂直于水平面。该混合腔1的内部形成有一腔室15，该混合腔1的下端处设有空气入口16，空气入口16与腔室15相连通，可用以输送干燥的空气至腔室15内。

在本实施例中，空气入口16包含一第一空气入口161及一第二空气入口162，该第一空气入口161及第二空气入口162与空压机5、除酸碱气体滤材器10及颗粒过滤器7相连通，以便于通过空压机5输入干燥及清净后的空气至腔室15内，以避免外界的颗粒进入腔室15，影响所发生气溶胶质量浓度的准确度。

在本实施例中，该混合腔1的腔室15内近下端处进一步环设一隔板17，该隔板17可呈中空圆柱状，较佳的，该隔板17的长度小于60mm，隔板17 与腔室15同心设置，该隔板17能将腔室15内近下端处区隔成一内环进气室18及一外环进气室19，该内环进气室18位于混合腔1的腔室15内的中心处，亦即内环进气室18与腔室15可为同一轴心线L，该外环进气室19位于内环进气室18的外侧。内环进气室18及外环进气室19分别与第一空气入口161及第二空气入口162相连通，使得干燥的空气能通过第一空气入口161及第二空气入口162分别输送至内环进气室18及外环进气室19。内环进气室18及外环进气室19的顶部呈开口状，使得输送至内环进气室18 及外环进气室19的空气可以向上流动。

该混合腔1的上端处设有出口20，该出口20与腔室15相连通，较佳的，该出口20位于混合腔1的腔室15的中心处的上端处，亦即出口20与混合腔1可为同一轴心线L。该混合腔1的上端处可形成一锥状部21，该锥状部 21的内径呈向上渐缩状，该出口20位于锥状部21的上端，该混合腔1的出口20可连接于适当的待测设备，该出口20可用以连接在线气溶胶组分监测仪或手工膜采样器校正用。

该第一空气入口161可设于混合腔1的下端处的一侧，该第二空气入口 162可设于混合腔1的下端处的一侧，且位于第一空气入口161的上方，第一空气入口161可较第二空气入口162靠近雾化器3。

该雾化器3为一能将溶液(已知组分及浓度的溶液)雾化的装置，在本实施例中，该雾化器3可为一超音波喷雾器，该雾化器3设置于混合腔1的下端处，该雾化器3连接于一溶液输送装置8，能将溶液储存桶50内的溶液通过溶液输送装置8输送至雾化器3，且溶液输送装置8连接一在线溶液脱气机9，在溶液输送装置8与溶液储存桶50之间设置在线溶液脱气机9，能用以消除溶液中的气泡。该雾化器3具有一喷嘴31，该喷嘴31位于混合腔1 的腔室15内，在本实施例中，喷嘴31位于混合腔1的内环进气室18内，且喷嘴31位于混合腔1的内环进气室18的中心处。

在本实施例中，该混合腔1的下端处进一步设置一导气座22，该导气座 22靠近内环进气室18，该导气座22可对应于该内环进气室18形成一圆形座体，该导气座22内具有一内部空间221，该导气座22上设置有多个通孔 222，该些通孔222间隔的设置环绕于导气座22上，该些通孔222由导气座 22的外侧贯穿至内部空间221，较佳的，该些通孔222的直径小于2mm。该些通孔222可位于同一水平高度，该些通孔222与第一空气入口161相连通。该导气座22的上端具有一出气口223，该出气口223与内部空间221 相连通，该雾化器3的喷嘴31可通过出气口223伸入内环进气室18内，且雾化器3的喷嘴31与出气口223之间形成有间隙，空气可依序通过第一空气入口161、该些通孔222、内部空间221及出气口223输送至内环进气室 18，并向上流动。在本实施例中，该导气座22内靠近出气口223处具有一内锥面224，该内锥面224的内径呈向上渐缩状，使得内部空间221靠近出气口223处形成向上渐缩状。

较佳的，该混合腔1的腔室15内于隔板17的外侧亦可进一步设置一整流装置6，该整流装置6环绕于隔板17的外围。干燥的空气通过第二空气入口162输送至外环进气室19时，干燥的空气可通过整流装置6，并利用整流装置6提供整流效果。另亦可在颗粒过滤器7与混合腔1之间设置一第二流量计40，用以控制流量。该第二流量计40可设置于第一流量计30与混合腔 1之间，其流量为0.5～8L/min。在本实施例中，第一流量计30及第二流量计 40分别连接于混合腔1的第二空气入口162及第一空气入口161。

本实用新型溶液的种类并不限制，例如可以是盐类等溶液。当溶液输送至雾化器3时，可通过雾化器3将溶液雾化成液滴，并由喷嘴31喷出至混合腔1的腔室15内近下端处。经过颗粒过滤器7清净后的干燥空气可输送至混合腔1的腔室15内近下端处，雾化的液滴与干燥的空气向上输送(向上投送)，且雾化的液滴与干燥的空气接触，即可发生质量浓度与粒径分布稳定的气溶胶，例如可发生粒径分布在2.5μm以下的颗粒，使粒径可控制在固定范围内，以便进行后续的气溶胶质量浓度连续监测仪、在线气溶胶组分监测仪或手工膜采样器的比对及校正，减少人为所产生的误差。溶液组分浓度、流速及空气流速皆可因应校正需要而调整改变。

实施例2

请参照图1-5，本实施例的可调控气溶胶浓度校验系统，包括：实施例 1的可调控气溶胶浓度校验装置以及空气处理装置，空气处理装置与气溶胶发生器连接，空气处理装置包括：依次连通的空压机5、除酸碱气体滤材器 10、一颗粒过滤器7和二流量计。其中，混合腔1的空气入口16可与一空压机5、一除酸碱气体滤材器10及一颗粒过滤器7相连通，该颗粒过滤器7 连通于第一空气入口161及第二空气入口162。该颗粒过滤器7可为HEPA 过滤器等过滤装置，该颗粒过滤器7能用于滤除空气中的颗粒，该除酸碱滤材器10能用于除酸碱气体，且混合腔1可连接一第一流量计30，用以控制流量，该第一流量计30可设置于颗粒过滤器7与混合腔1之间。在本实施例中，该出口20连接一旁路腔体70，使用正压系统接上待测设备时，能将多余的气溶胶释出，维持发生的气溶胶质量浓度与粒径分布稳定。

实施例3

如图6所示，在本实用新型的本实施例的可调控气溶胶浓度校验系统另一实施例中，亦可在该混合腔1的出口20连接有负压装置60，该负压装置 60可为气溶胶质量浓度连续监测仪、在线气溶胶组分监测仪或手工膜采样器等，以便通过该出口20对腔室15内抽真空，使该腔室15内可形成负压，用以吸入雾化的液滴与干燥的空气，形成稳定质量浓度与粒径分布的气溶胶。如此可省略空压机5及旁路腔体70等设置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可调控气溶胶浓度校验装置，其特征在于，包括：气溶胶发生器以及设置在所述气溶胶发生器下端的导气座；

所述导气座内具有一内部空间，所述导气座上设置有多个通孔，多个所述通孔间隔的设置环绕于所述导气座上，多个所述通孔由所述导气座的外侧贯穿至所述内部空间；且所述导气座的上端具有一出气口，所述出气口与所述内部空间相连通。

2.根据权利要求1所述的可调控气溶胶浓度校验装置，其特征在于，所述导气座内靠近所述出气口处具有一内锥面，所述内锥面的内径呈向上渐缩状，使得所述内部空间靠近所述出气口处形成向上渐缩状。

3.根据权利要求1或2所述的可调控气溶胶浓度校验装置，其特征在于，所述气溶胶发生器包括：混合腔、设置在所述混合腔的下端处的雾化器以及与所述雾化器连接的溶液输送装置；

所述混合腔的内部形成有一腔室，所述混合腔的下端处设有空气入口，所述空气入口与所述腔室相连通，所述空气入口能输送干燥的空气至所述腔室内，所述混合腔的上端处设有出口，所述出口与所述腔室相连通；

所述雾化器将溶液雾化，并喷出至所述混合腔的腔室内近下端处。

4.根据权利要求3所述的可调控气溶胶浓度校验装置，其特征在于，所述空气入口包含一第一空气入口及一第二空气入口，所述混合腔的腔室内近下端处环设一隔板，所述隔板的长度小于60mm，所述隔板将所述腔室内近下端处区隔成一内环进气室及一外环进气室，所述内环进气室位于所述混合腔的腔室内的中心处，所述外环进气室位于所述内环进气室的外侧，所述内环进气室及所述外环进气室分别与所述第一空气入口及所述第二空气入口相连通，使干燥的空气能通过所述第一空气入口及所述第二空气入口分别输送至所述内环进气室及所述外环进气室。

5.根据权利要求4所述的可调控气溶胶浓度校验装置，其特征在于，所述第一空气入口设于所述混合腔的下端处的一侧，所述第二空气入口设于所述混合腔的下端处的一侧，且所述第二空气入口位于所述第一空气入口的上方，所述第一空气入口较所述第二空气入口靠近该雾化器。

6.一种可调控气溶胶浓度校验系统，其特征在于，包括：权利要求4或5所述的可调控气溶胶浓度校验装置以及空气处理装置，所述空气处理装置与所述气溶胶发生器连接；

所述空气处理装置包括：依次连通的空压机、除酸碱气体滤材器、一颗粒过滤器和二流量计。

7.根据权利要求6所述的可调控气溶胶浓度校验系统，其特征在于，所述溶液输送装置连接一在线溶液脱气机，所述在线溶液脱气机能用于消除溶液中的气泡。

8.根据权利要求6所述的可调控气溶胶浓度校验系统，其特征在于，所述混合腔的出口连接有负压装置。

9.根据权利要求6所述的可调控气溶胶浓度校验系统，其特征在于，所述出口连接一旁路腔体，使用正压系统接上待测设备时，能将多余的气溶胶释出，维持发生的气溶胶质量浓度与粒径分布稳定。

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