CN216747307U - 一种喷嘴及尘埃粒子计数器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷嘴及尘埃粒子计数器，喷嘴包括依次连通的收缩段、加速段以及扩张段，喷嘴的通气截面积自收缩段向加速段逐渐减小、自加速段向扩张段逐渐增大，加速段为贯通收缩段和扩张段的扁平通口结构。该喷嘴能够避免采样气流在尘埃粒子计数器光室中的弥散，有效防止重复计数和弥散粒子对光室及光学部件的污染。

Description

一种喷嘴及尘埃粒子计数器

技术领域

本实用新型涉及气体检测装置技术领域，尤其涉及一种喷嘴及尘埃粒子计数器。

背景技术

尘埃粒子计数器是对洁净室进行洁净度等级评价的重要仪器，影响尘埃粒子计数器计数效率的主要是粒子进入光散射室内后的漏计和重复计数。粒子漏计通过增强照射光功率和提高检测区灵敏度可得到改善，而粒子的重复计数主要和气路系统有关，粒子进入光散射室后随气流弥散并反复通过光敏区影响计数效率。

目前对粒子计数器气路系统的改善方案存在两种，一种是在采样空气中分出部分气流经过滤后重新进入气路作为鞘气层防止粒子的弥散，但此种方法由于改变了样本空气的粒子含量和分布，结果的真实性有待商榷。另一种是利用扁平的类拉瓦尔喷管气流喷嘴使样本空气加速通过光敏区，改善弥散现象，但实际应用过程中效果并不明显，原因在于扁平气嘴只具有收缩加速段和扁平整流段，结构不完整，气流从气嘴扁平段冲出后进入光室空间仍会扩散。为了进一步改善尘埃粒子计数器计数效率，需要对气路系统结构进行改善。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

实用新型内容

针对背景技术中指出的问题，本实用新型提出一种喷嘴及尘埃粒子计数器，该喷嘴能够避免采样气流在尘埃粒子计数器光室中的弥散，有效防止重复计数和弥散粒子对光室及光学部件的污染。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

本实用新型提供一种喷嘴，包括依次连通的收缩段、加速段以及扩张段，所述喷嘴的通气截面积自所述收缩段向所述加速段逐渐减小、自所述加速段向所述扩张段逐渐增大，所述加速段为贯通所述收缩段和所述扩张段的扁平通口结构。

本申请一些实施例中，该喷嘴还包括设于所述收缩段的一端的整流段，所述整流段的通气截面积沿气流方向保持不变。

本申请一些实施例中，所述加速段的通气截面积沿气流方向保持不变。

本申请一些实施例中，所述扩张段包括扩张一段和扩张二段，所述扩张一段与所述加速段连接，所述扩张一段的通气截面积沿气流方向逐渐增大，所述扩张二段的通气截面积沿气流方向保持不变。

本申请一些实施例中，所述喷嘴由同一根中空管材经模具冲压、截取制成。

本实用新型还提供一种尘埃粒子计数器，包括气路系统和光源系统，所述气路系统包括进气嘴、出气嘴以及如上所述的喷嘴，所述喷嘴的进气端与所述进气嘴连接，所述喷嘴的出气端正对所述出气嘴、并与所述出气嘴之间具有一定距离。

本申请一些实施例中，所述喷嘴的进气端与所述进气嘴之间通过胶粘固定连接。

本申请一些实施例中，所述出气嘴内沿其轴线设有贯通的第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔的内径大于所述第二通气孔的内径，所述第一通气孔与所述第二通气孔之间倒角过渡，所述第一通气孔靠近所述喷嘴。

本申请一些实施例中，所述加速段的宽度延伸方向与所述光源系统的光照射方向平行。

本申请一些实施例中，还包括光检测系统，所述光检测系统包括感光元件，所述喷嘴的出气端与所述出气嘴之间的距离大于所述感光元件的纵向尺寸。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

本申请所公开的喷嘴为一种自聚焦喷嘴，可使从自聚焦喷嘴流出的气流达到较高的速度从而在流型聚焦的范围内进入尘埃粒子计数器的气路系统内的出气嘴，并且经加速段后形成的薄片型的聚焦气流可完整均匀的通过光敏区，避免了气流中粒子在光室内扩散造成的漏计和重复计数，提高尘埃粒子计数器的计数效率，同时还可避免光室内的光学透镜受到污染。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的喷嘴的结构示意图；

图2为根据实施例的喷嘴的剖视图；

图3为根据实施例的尘埃粒子计数器的气路系统的正面剖视图；

图4为根据实施例的尘埃粒子计数器的气路系统的侧面剖视图；

图5为根据实施例的尘埃粒子计数器的气路系统应用场景的正面剖视图；

图6为根据实施例的尘埃粒子计数器的气路系统应用场景的侧面剖视图。

附图标记：

100-气路系统；

110-进气嘴；

120-喷嘴，121-整流段，122-收缩段，123-加速段，124-扩张段，1241-扩张一段，1242-扩张二段；

130-出气嘴，131-第一通气孔，132-第二通气孔；

200-光源系统；

300-消光系统；

400-光检测系统；

500-光收集系统；

600-光室；

W-加速段所形成的扁平通口结构的宽度；

d-加速段所形成的扁平通口结构的内径；

L-喷嘴的出气端与出气嘴之间的距离。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本实施例公开一种喷嘴，其可应用于尘埃粒子计数器的气路系统中，参照图1和图2，该喷嘴120包括沿气流方向依次连通的收缩段122、加速段123以及扩张段124，喷嘴120的通气截面积自收缩段122向加速段123逐渐减小、自加速段123向扩张段124逐渐增大，加速段123为贯通收缩段122和扩张段124的扁平通口结构。

样本气体进入收缩段122后，由于通气截面积变小，气流开始加速，到达加速段123时通气截面积达到最小，此时气流速度达到声速，而后气体进入扩张段124，由于喷嘴120内部存在纵向的压力梯度，气流持续加速达到超音速状态。高速气流在尘埃粒子计数器的光室内受压力梯度影响较小不会形成扩散，仍以原来的流型继续流动。

该喷嘴120为一种自聚焦喷嘴，可使从自聚焦喷嘴流出的气流达到较高的速度从而在流型聚焦的范围内进入尘埃粒子计数器的气路系统内的出气嘴，并且经加速段后形成的薄片型的聚焦气流可完整均匀的通过光敏区，避免了气流中粒子在光室内扩散造成的漏计和重复计数，提高尘埃粒子计数器的计数效率，同时还可避免光室内的光学透镜受到污染。

本申请一些实施例中，该喷嘴120还包括设于收缩段122的一端的整流段121，整流段121的通气截面积沿气流方向保持不变。样本气体进入气路系统后首先进入整流段121，气流得到稳定，而后再流入收缩段122进行加速。

本申请一些实施例中，加速段123的通气截面积沿气流方向保持不变，使经过加速段123的扁平通口结构的气流形成薄片流型。

本申请一些实施例中，扩张段124包括扩张一段1241和扩张二段1242，扩张一段1241与加速段123连接，扩张一段1241的通气截面积沿气流方向逐渐增大，扩张二段1242的通气截面积沿气流方向保持不变。扩张二段1242对流出扩张段124的气流起到整流作用，使从扩张段124流出的气流都能够正对地流入出气嘴130内。

本申请一些实施例中，该喷嘴120由同一根中空管材经模具冲压、截取制成，与现有技术中小尺寸的拉瓦尔喷嘴相比，该喷嘴120的加工难度和成本更低。

本申请一些实施例中，对喷嘴120各个部分的尺寸进行了具体限定，比如，整流段121的长度A为5mm，收缩段122的长度B为9mm，加速段123的长度C为2mm，扩张段124的长度D为8.5mm，加速段123所形成的扁平通口结构的宽度W为8mm，内径d为0.7mm。

本实用新型还公开一种尘埃粒子计数器，参照图5和图6，其包括气路系统100、光源系统200、消光系统300、光检测系统400以及光收集系统500等。

参照图3和图4，气路系统100包括进气嘴110、出气嘴130、以及上述实施例所公开的喷嘴120。

喷嘴120的进气端与进气嘴110固定连接，喷嘴120的出气端正对出气嘴130、并与出气嘴130之间具有一定距离L。

该气路系统为一种自聚焦气路系统，整个气路系统100纵向布置与光源系统200和消光系统300的连线相垂直。出气嘴130的后端连接风机，由风机提供负压抽吸作用，使外界样本气体由进气嘴进入气路系统100。

本申请一些实施例中，喷嘴120的进气端与进气嘴110之间通过胶粘固定连接，具体为整流段121插设于进气嘴110的内部、并通过胶粘固定连接，便于安装、结构可靠。

本申请一些实施例中，出气嘴130内设有阶梯孔，具体为沿其轴线贯通的第一通气孔131和第二通气孔132，第一通气孔131的内径大于第二通气孔132的内径，第一通气孔131与第二通气孔132之间倒角过渡，第一通气孔131靠近喷嘴，便于对从喷嘴120流出的气流进行接收和引流。

本申请一些实施例中，加速段123的宽度W延伸方向与光源系统200的光照射方向平行，有助于提高尘埃粒子的计数效率。

本申请一些实施例中，喷嘴120的出气端与出气嘴130之间的距离L大于光检测系统400中感光元件的纵向尺寸，确保由光收集系统500中凹面聚光镜聚集的散射光能完全被感光元件检测到，同时使得自聚焦喷嘴120喷出的气流在气流聚焦的区域被接收从而不会扩散至光室600内。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种喷嘴，其特征在于，包括依次连通的收缩段、加速段以及扩张段，所述喷嘴的通气截面积自所述收缩段向所述加速段逐渐减小、自所述加速段向所述扩张段逐渐增大，所述加速段为贯通所述收缩段和所述扩张段的扁平通口结构。

2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，

还包括设于所述收缩段的一端的整流段，所述整流段的通气截面积沿气流方向保持不变。

3.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，

所述加速段的通气截面积沿气流方向保持不变。

4.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，

所述扩张段包括扩张一段和扩张二段，所述扩张一段与所述加速段连接，所述扩张一段的通气截面积沿气流方向逐渐增大，所述扩张二段的通气截面积沿气流方向保持不变。

5.一种尘埃粒子计数器，包括气路系统和光源系统，其特征在于，所述气路系统包括进气嘴、出气嘴以及如权利要求1至4中任一项所述的喷嘴，所述喷嘴的进气端与所述进气嘴连接，所述喷嘴的出气端正对所述出气嘴、并与所述出气嘴之间具有一定距离。

6.根据权利要求5所述的尘埃粒子计数器，其特征在于，

所述喷嘴的进气端与所述进气嘴之间通过胶粘固定连接。

7.根据权利要求5所述的尘埃粒子计数器，其特征在于，

所述出气嘴内沿其轴线设有贯通的第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔的内径大于所述第二通气孔的内径，所述第一通气孔与所述第二通气孔之间倒角过渡，所述第一通气孔靠近所述喷嘴。

8.根据权利要求5所述的尘埃粒子计数器，其特征在于，

所述加速段的宽度延伸方向与所述光源系统的光照射方向平行。

9.根据权利要求5所述的尘埃粒子计数器，其特征在于，

还包括光检测系统，所述光检测系统包括感光元件，所述喷嘴的出气端与所述出气嘴之间的距离大于所述感光元件的纵向尺寸。

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