CN215525453U - 尘埃粒子计数器宏粒子发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，涉及粒子计数技术领域。该装置包括：气溶胶发生器、干燥过滤系统和粒子混匀器；气溶胶发生器用于吸收标准粒子悬浮液并进行雾化；干燥过滤系统包括总气路干燥装置、标准粒子发雾前置处理装置及标准粒子发雾后处理干燥装置；粒子混匀器用于对经干燥处理的气溶胶进行稀释混合，并形成匀速流动的标准粒子稀释气体。通过采用湿法发尘原理利用气溶胶发生器产生宏粒子的气溶胶粒子，利用干燥过滤系统，去除影响粒子发生效果和检测准确性的小粒子和水蒸气粒子，再利用粒子混匀器，产生了浓度稳定、均匀、准单分散的大粒子，同时避免了干法发尘，成本高、浓度大且不稳定的缺点。

Description

尘埃粒子计数器宏粒子发生装置

技术领域

本实用新型涉及粒子计数技术领域，具体涉及一种尘埃粒子计数器宏粒子发生装置。

背景技术

尘埃粒子计数器是用于监测洁净环境中悬浮粒子的粒子数量和粒径分布的仪器，广泛应用于制药、医疗、微电子、精密机械等领域。目前，市面上的尘埃粒子计数器检测粒径最小为0.1μm，最大可到25μm，为了确认尘埃粒子计数器计数的准确性，就需要对所有粒径通道进行检测或者校准。现有的尘埃粒子计数器发雾装置普遍采用湿法发雾原理，只能发生小于1.0μm的气溶胶粒子，发生大粒子(1.0～10.0)μm就存在粒子沉降或团簇、浓度不稳定、单分散性差等技术难题。也有采用干法发尘的，但该法发生的粒子浓度不稳定，发生浓度高，不能对粒子计数的重复性和稳定性等指标进行评价。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，以解决湿法发生大粒子气溶胶时，粒子团簇或者沉降导致粒子浓度不稳定的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，该宏粒子发生装置包括：气溶胶发生器、干燥过滤系统和粒子混匀器；

气溶胶发生器用于吸收标准粒子悬浮液并对标准粒子悬浮液进行雾化，以形成气溶胶；

干燥过滤系统包括总气路干燥装置、标准粒子发雾前置处理装置以及标准粒子发雾后处理干燥装置；总气路干燥装置设置在宏粒子发生装置的总气路上，用于使得总气路中的露点保持在预设温度以下；标准粒子发雾前置处理装置设置在气溶胶发生器的前端，用于确保气溶胶发生器前端的压缩空气干燥；标准粒子发雾后处理干燥装置设置在气溶胶发生器的后端，用于对气溶胶发生器形成的气溶胶进行干燥处理；

粒子混匀器用于对经干燥处理的气溶胶进行稀释混合，并形成匀速流动的标准粒子稀释气体。

可选地，预设温度为-10℃。

可选地，气溶胶发生器的设计采用拉斯金喷嘴配合液体虹吸原理，通过控制发生压力、喷嘴结构和采样口形状，以实现标准粒子悬浮液的充分雾化。

可选地，气溶胶发生器的溶液瓶中设置有搅拌叶轮，搅拌叶轮设置恒定的转速进行均匀搅拌以确保标准粒子悬浮液中的粒子始终保持均匀分布。

可选地，气溶胶发生器用于产生粒径尺寸在1.0μm至10μm范围内的宏粒子。

可选地，标准粒子发雾后处理干燥装置包括加热干燥组件和冷冻凝结干燥组件，加热干燥组件用于蒸发气溶胶中的水粒子以及烘干气溶胶中宏粒子表面的凝结水，冷冻凝结干燥组件用于进一步去除经加热干燥组件干燥处理的气溶胶中的水粒子。

可选地，粒子混匀器包括一级混匀扩散仓、二级均流仓和三级排放回收组件，一级混匀扩散仓用于对气溶胶进行稀释混合，二级均流仓用于对经稀释混合的气溶胶进行稳流处理，三级排放回收组件用于对尾气进行回收。

可选地，经一级混匀扩散仓稀释混合的气溶胶经过设置在一级混匀扩散仓与二级均流仓之间的均流板进入二级均流仓。

可选地，二级均流仓上设置有采样接口，采样接口的数量大于或等于2。

可选地，采样接口的数量为3，并且3个采样接口沿二级均流仓的周向呈120度等夹角分布。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型提供的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置包括：气溶胶发生器、干燥过滤系统和粒子混匀器；气溶胶发生器用于吸收标准粒子悬浮液并对标准粒子悬浮液进行雾化，以形成气溶胶；干燥过滤系统包括总气路干燥装置、标准粒子发雾前置处理装置以及标准粒子发雾后处理干燥装置；总气路干燥装置设置在宏粒子发生装置的总气路上，用于使得总气路中的露点保持在预设温度以下；标准粒子发雾前置处理装置设置在气溶胶发生器的前端，用于确保气溶胶发生器前端的压缩空气干燥；标准粒子发雾后处理干燥装置设置在气溶胶发生器的后端，用于对气溶胶发生器形成的气溶胶进行干燥处理；粒子混匀器用于对经干燥处理的气溶胶进行稀释混合，并形成匀速流动的标准粒子稀释气体。通过采用湿法发尘原理利用气溶胶发生器产生宏粒子的气溶胶粒子，利用干燥过滤系统，去除影响粒子发生效果和检测准确性的小粒子和水蒸气粒子，再利用粒子混匀器，产生了浓度稳定、均匀、准单分散的大粒子，同时避免了干法发尘，成本高、浓度大且不稳定的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型一实施例提供的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型另一实施例提供的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置的结构示意图。

附图标记：10-气溶胶发生器；11-粒子混匀器；12-总气路干燥装置；13-标准粒子发雾前置处理装置；14-标准粒子发雾后处理干燥装置；15-总气源；16、61、62、63-流量控制器；41-加热干燥组件；42-冷冻凝结干燥组件；71-一级混匀扩散仓；72-二级均流仓；73-均流板；74-采样接口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有的尘埃粒子计数器发雾装置普遍采用湿法发雾原理，只能发生小于1.0μm的气溶胶粒子，发生大粒子(1.0～10.0)μm就存在粒子沉降或团簇、浓度不稳定、单分散性差等技术难题。湿法发生大粒子气溶胶时，因水汽存在，导致发出的气溶胶存在大量的0.3μm～1.0μm干扰微球，目标粒子的单分散性差，影响测试结果的准确性。也有采用干法发尘的，但该法发生的粒子浓度不稳定，发生浓度高，不能对粒子计数的重复性和稳定性等指标进行评价。因此，本申请的目的是提供一种尘埃粒子计数器宏粒子(1.0～10.0μm)发生装置，能够用于尘埃粒子计数器宏粒子粒径通道的校准和检测。

图1示出了本实用新型一实施例提供的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置包括气溶胶发生器10、干燥过滤系统和粒子混匀器11；气溶胶发生器10用于吸收标准粒子悬浮液并对标准粒子悬浮液进行雾化，以形成气溶胶；干燥过滤系统包括总气路干燥装置12、标准粒子发雾前置处理装置13以及标准粒子发雾后处理干燥装置14；总气路干燥装置12设置在宏粒子发生装置的总气路上，用于使得总气路中的露点保持在预设温度以下；标准粒子发雾前置处理装置13设置在气溶胶发生器10的前端，用于确保气溶胶发生器10前端的压缩空气干燥。标准粒子发雾前置处理装置13通过确保发生器前端的压缩空气低温干燥，从而保证气溶胶发生溶液的物理特性持续稳定。

标准粒子发雾后处理干燥装置14设置在气溶胶发生器10的后端，用于对气溶胶发生器10形成的气溶胶进行干燥处理；粒子混匀器11用于对经干燥处理的气溶胶进行稀释混合，并形成匀速流动的标准粒子稀释气体。可选地，预设温度为-10℃。总气路干燥保证总气路中的露点能达到-10℃以下，以保证在运行过程中不会因为冷凝现象而产生小粒子，为后续粒子的发生创造稳定且无外界干扰的洁净环境。

应当理解，尘埃粒子计数器宏粒子发生装置还包括本领域技术人员公知的其他组件：例如，总气源15、用于控制进入粒子混匀器11的载气流量的流量控制器16(图1中示出了三路气体的三个流量控制器61、62和63)。

通过采用湿法发尘原理利用气溶胶发生器产生宏粒子的气溶胶粒子，利用干燥过滤系统，去除影响粒子发生效果和检测准确性的小粒子和水蒸气粒子，再利用粒子混匀器，产生了浓度稳定、均匀、准单分散的大粒子，同时避免了干法发尘，成本高、浓度大且不稳定的缺点。

可选地，气溶胶发生器的设计采用拉斯金喷嘴配合液体虹吸原理，通过控制发生压力、喷嘴结构和采样口形状，以实现标准粒子悬浮液的充分雾化。

可选地，气溶胶发生器的溶液瓶中设置有搅拌叶轮，搅拌叶轮设置恒定的转速进行均匀搅拌以确保标准粒子悬浮液中的粒子始终保持均匀分布。可选地，气溶胶发生器用于产生粒径尺寸在1.0μm至10μm范围内的宏粒子。由于大粒子气溶胶(1.0～10.0μm)容易在发雾过程中发生沉淀，因此在溶液瓶中增加了搅拌叶轮，设置恒定的转速均匀搅拌以确保粒子悬浮液中的粒子始终保持均匀分布，从而达到送液时产生稳定的粒子数量。

图2示出了本实用新型另一实施例提供的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置的结构示意图。如图2所示，标准粒子发雾后处理干燥装置14包括加热干燥组件41和冷冻凝结干燥组件42，加热干燥组件41用于蒸发气溶胶中的水粒子以及烘干气溶胶中宏粒子表面的凝结水。通过加热干燥，可以充分蒸发气溶胶粒子中的微小水粒子以及烘干粒子表面的凝结水。为了进一步去除微小的水粒子，则需要对标准粒子雾团再进行一次冷冻凝结处理，冷冻凝结干燥组件42用于进一步去除经加热干燥组件41干燥处理的气溶胶中的水粒子。当温度较高的粒子团气流在经过低温的管道时，由于较高的温差，粒子团中的水蒸汽遇到管壁时快速冷凝，尽管目标大粒子也有所损耗，但经过加热干燥和冷冻凝结干燥两级处理后微小粒子的数量可得到了大辐度的下降。

可选地，粒子混匀器11包括一级混匀扩散仓71、二级均流仓72和三级排放回收组件，一级混匀扩散仓71用于对气溶胶进行稀释混合，二级均流仓72用于对经稀释混合的气溶胶进行稳流处理，三级排放回收组件用于对尾气进行回收。经一级混匀扩散仓71稀释混合的气溶胶经过设置在一级混匀扩散仓71与二级均流仓72之间的均流板73进入二级均流仓72。

可选地，二级均流仓72上设置有采样接口74，采样接口的数量大于或等于2。可选地，采样接口的数量为3，并且3个采样接口沿二级均流仓的周向呈120度等夹角分布。匀速流动的标准粒子稀释气体将满足实现两台或三台粒子计数器的同时取样。

具体地，混匀装置分为一级混匀扩散仓、二级均流仓、三级排放回收尾气，腔体内壁镜面抛光。一级混匀腔中通过旋转的气流与样本气体充分混合，干燥的洁净气体与较低温度的标准粒子气流混合后进一步蒸发空气中的水蒸汽，并使得含有标准粒子的稀释空气在第一级混合腔中快速稀释并扩散，气流的速度以高速扩散到更大直径的容器时流速减小；气体在第一级腔体中充分混合后经过光滑且充满微孔的均流板进入二级均流仓，此时含有标准粒子的气体以平稳的速度缓慢下沉，均流仓预留了三个采样接口呈120度分布，匀速流动的标准粒子稀释气体将满足实现两台或三台粒子计数器的同时取样。从而实现对尘埃粒子计数器宏粒子(1.0～10.0)μm的校准溯源。

综上所述，本申请的装置用于尘埃粒子计数器宏粒子(1.0～10.0)μm的粒径准确性、计数效率的检测和校准。避免了干法发尘，成本高、浓度大且不稳定的缺点。采用湿法发尘原理产生宏粒子((1.0～10.0)μm)的气溶胶粒子，结合加热干燥和冷冻凝结干燥两种干燥方式，从而去除影响粒子发生效果和检测准确性的小粒子和水蒸气粒子等，从而产生浓度稳定，均匀，准单分散的大粒子，并通过试验数据验证其有效性，从而实现对尘埃粒子计数器宏粒子通道(1.0～10.0)μm)的校准溯源。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述宏粒子发生装置包括：气溶胶发生器、干燥过滤系统和粒子混匀器；

所述气溶胶发生器用于吸收标准粒子悬浮液并对所述标准粒子悬浮液进行雾化，以形成气溶胶；

所述干燥过滤系统包括总气路干燥装置、标准粒子发雾前置处理装置以及标准粒子发雾后处理干燥装置；所述总气路干燥装置设置在所述宏粒子发生装置的总气路上，用于使得总气路中的露点保持在预设温度以下；所述标准粒子发雾前置处理装置设置在所述气溶胶发生器的前端，用于确保所述气溶胶发生器前端的压缩空气干燥；所述标准粒子发雾后处理干燥装置设置在所述气溶胶发生器的后端，用于对所述气溶胶发生器形成的气溶胶进行干燥处理；

所述粒子混匀器用于对经干燥处理的气溶胶进行稀释混合，并形成匀速流动的标准粒子稀释气体。

2.根据权利要求1所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述预设温度为-10℃。

3.根据权利要求1所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述气溶胶发生器的设计采用拉斯金喷嘴配合液体虹吸原理，通过控制发生压力、喷嘴结构和采样口形状，以实现标准粒子悬浮液的充分雾化。

4.根据权利要求1所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述气溶胶发生器的溶液瓶中设置有搅拌叶轮，所述搅拌叶轮设置恒定的转速进行均匀搅拌以确保标准粒子悬浮液中的粒子始终保持均匀分布。

5.根据权利要求4所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述气溶胶发生器用于产生粒径尺寸在1.0μm至10μm范围内的宏粒子。

6.根据权利要求5所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述标准粒子发雾后处理干燥装置包括加热干燥组件和冷冻凝结干燥组件，所述加热干燥组件用于蒸发气溶胶中的水粒子以及烘干气溶胶中宏粒子表面的凝结水，所述冷冻凝结干燥组件用于进一步去除经所述加热干燥组件干燥处理的气溶胶中的水粒子。

7.根据权利要求1所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述粒子混匀器包括一级混匀扩散仓、二级均流仓和三级排放回收组件，所述一级混匀扩散仓用于对气溶胶进行稀释混合，所述二级均流仓用于对经稀释混合的气溶胶进行稳流处理，所述三级排放回收组件用于对尾气进行回收。

8.根据权利要求7所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，经所述一级混匀扩散仓稀释混合的气溶胶经过设置在所述一级混匀扩散仓与所述二级均流仓之间的均流板进入所述二级均流仓。

9.根据权利要求7所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述二级均流仓上设置有采样接口，所述采样接口的数量大于或等于2。

10.根据权利要求9所述的尘埃粒子计数器宏粒子发生装置，其特征在于，所述采样接口的数量为3，并且3个采样接口沿所述二级均流仓的周向呈120度等夹角分布。

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