專利名稱：一種兩級式單顆粒采樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種兩級式單顆粒采樣器，屬于環(huán)境分析和大氣采樣技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著大氣氣溶膠混合狀態(tài)對氣候及健康的影響,對單顆粒的認(rèn)識在大氣科學(xué)領(lǐng)域的地位日趨重要。研究報(bào)告已表明，大氣單顆粒如硫酸鹽、有機(jī)顆粒物、重金屬顆粒和煙塵(也稱為黑炭)等相互混合成為內(nèi)部混合顆粒，給環(huán)境和人類健康帶來很多負(fù)面影響?，F(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)用新型專利CN201120182972.9公開了一種單顆粒采樣器，如圖1和2所示，采樣氣體經(jīng)由進(jìn)氣口 110、通氣管111進(jìn)入加速腔103，由于加速腔103為漏斗形，對采樣氣體起到加速的作用，采樣氣體到達(dá)采樣膜108處的流速大幅增加。高速的采樣氣流打在采樣膜108上，使單顆粒富集于采樣膜108上，進(jìn)而完成一次對大氣單顆粒的采樣。然而，上述單顆粒采樣器仍存在有一些不足，例如:采樣樣品在通過加速腔103后到達(dá)采樣膜108處，在該處進(jìn)行采集，很顯然，一次采樣只能采集一種粒徑的單顆粒物，無法針對同一樣品一次性地采集到多種不同粒徑的單顆粒物。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種兩級式單顆粒采樣器，其具有一次采樣可以采集到不同粒徑的顆粒物的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:—種兩級式單顆粒采樣器，包括單顆粒采樣頭，單顆粒采樣頭包括進(jìn)氣嘴、出氣嘴以及兩級采樣結(jié)構(gòu)，采樣結(jié)構(gòu)包括順序相連的第一級采樣段和第二級采樣段。第一級采樣段包括第一加速腔、第一采集腔和第一樣品臺，進(jìn)氣嘴與第一加速腔的上端通過密封圈相連，第一加速腔與第一采集腔通過采樣器第一切割孔徑相連通，第一加速腔為漏斗形，在第一采集腔內(nèi)有第一樣品臺與第一切割孔徑相對，第一樣品臺的上端面上設(shè)置有第一采樣膜。第二級采樣段包括第二加速腔、第二采集腔和第二樣品臺，第二加速腔與第一采集腔的下端通過第一樣品臺上的第一通氣孔相連通，第二加速腔的下端與第二采集腔的上端通過采樣器第二切割孔徑相連通，第二加速腔為漏斗形，在第二采集腔內(nèi)有第二樣品臺與第二切割孔徑相對，第二樣品臺的上端面上設(shè)置有第二采樣膜，出氣嘴與第二采集腔的下端通過密封圈相連。優(yōu)選地，第一樣品臺包括第一上圓臺和第一下圓臺，第一上圓臺的直徑大于采樣器第一切割孔徑的直徑且小于第一采集腔的內(nèi)徑，第一上圓臺的直徑小于第一下圓臺的直徑，第一下圓臺上設(shè)置有第一通氣孔，第一通氣孔與第二加速腔相連通。第二樣品臺包括第二上圓臺和第二下圓臺，第二上圓臺的直徑大于采樣器第二切割孔徑的直徑且小于第二采集腔的內(nèi)徑，第二上圓臺的直徑小于第二下圓臺的直徑，第二下圓臺上設(shè)置有第二通氣孔，第二通氣孔與出氣嘴相連通。優(yōu)選地，進(jìn)氣嘴與第一加速腔的上端通過密封圈相連，出氣嘴與第二采集腔的下端通過密封圈相連。優(yōu)選地，第一加速腔為上寬下窄的漏斗形，第二加速腔為上寬下窄的漏斗形。優(yōu)選地，單顆粒采樣頭還包括一個緩沖腔，緩沖腔設(shè)置于進(jìn)氣嘴與第一加速腔的上端之間。由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，由于采用了兩級采樣結(jié)構(gòu)，可以僅一次采樣即可以對同一樣品采集到不同粒徑的顆粒物。

為更清楚地闡述本實(shí)用新型的技術(shù)方案和技術(shù)效果，
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中單顆粒采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中單顆粒采樣頭的縱向剖視圖；圖3是本實(shí)用新型中單顆粒采樣頭的縱向剖視圖；其中，圖1、圖2中，101、進(jìn)氣嘴;102、出氣嘴;103、加速腔;104、采集腔;105、采樣器切割孔徑；106、樣品臺的上圓臺；107、樣品臺的下圓臺；108、采樣膜；109、通氣孔；110、進(jìn)氣口 ；111、通氣管；112、出氣口 ；113、氣泵；114、開關(guān)閥；115、直流電源；116、指示燈；117、電源開關(guān)；118、流量計(jì)；119、采集頭側(cè)壁；120、密封圈；121、單顆粒采樣頭。圖3中，1、進(jìn)氣嘴；2出氣嘴；3、第一加速腔；4、第一采集腔；5、第一切割孔徑；6、第一樣品臺的上圓臺；7、第一樣品臺的下圓臺；8、第一采樣膜；9、第一通氣孔；13、第二加速腔；14、第二采集腔；15、第二切割孔徑；16、第二樣品臺的上圓臺；17、第二樣品臺的下圓臺；18、第二采樣膜；19、第二通氣孔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和說明書附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地說明，但本實(shí)用新型不限于此。本實(shí)用新型的兩級式單顆粒采樣器包括單顆粒采樣頭，單顆粒采樣頭包括進(jìn)氣嘴
1、出氣嘴2以及兩級采樣結(jié)構(gòu)，采樣結(jié)構(gòu)包括順序相連的第一級采樣段和第二級采樣段。第一級采樣段包括第一加速腔3、第一采集腔4和第一樣品臺。進(jìn)氣嘴I與第一加速腔3的上端通過密封圈相連。第一加速腔3為上寬下窄的漏斗形，并且其下端與第一采集腔4通過采樣器第一切割孔徑5相連通。第一采集腔4內(nèi)放置有與第一切割孔徑5相對的第一樣品臺，第一樣品臺的上端面上設(shè)置有第一采樣膜8，第一采樣膜8位于第一切割孔徑5正下方。第二級采樣段位于第一級采樣段下方，其包括第二加速腔13、第二采集腔14和第二樣品臺。第二加速腔13的上端與第一采集腔4的下端通過第一樣品臺底端上的第一通氣孔9相連通。第二加速腔13為上寬下窄的漏斗形，并且其下端與第二采集腔14的上端通過采樣器第二切割孔徑15相連通，第二切割孔徑15的直徑小于第一切割孔徑5的直徑。第二采集腔14內(nèi)放置有與第二切割孔徑15相對的第二樣品臺。第二樣品臺的上端面上設(shè)置有第二采樣膜18，第二采樣膜18位于第二切割孔徑15正下方，第二采樣膜18的采樣粒徑小于第一采樣膜8的采樣粒徑。出氣嘴2與第二采集腔14的下端通過密封圈相連。第一樣品臺包括均呈圓柱形式的上圓臺6和下圓臺7，上圓臺6的直徑大于采樣器第一切割孔徑5直徑且小于第一采集腔4的內(nèi)徑，上圓臺6直徑小于下圓臺7的直徑，下圓臺7上設(shè)置有第一通氣孔9，第一通氣孔9與第二加速腔13相連通。第二樣品臺包括均呈圓柱形式的上圓臺16和下圓臺17，上圓臺16的直徑大于采樣器第二切割孔徑15直徑且小于第二采集腔14的內(nèi)徑，上圓臺16直徑小于下圓臺17的直徑，下圓臺17上設(shè)置有第二通氣孔19，第二通氣孔19與出氣嘴2相連通。利用本實(shí)用新型的兩級式單顆粒采樣器進(jìn)行采樣的過程如下:采樣氣體由進(jìn)氣嘴I進(jìn)入第一加速腔3，由于第一加速腔3為漏斗形，采樣氣體到達(dá)第一采樣膜8處的流速遠(yuǎn)大于進(jìn)氣嘴I處氣體的流速，加速后的采樣氣體通過第一切割孔徑5打在第一采樣膜8上，使單顆粒富集于第一采樣膜8上，第一采樣膜8采集粒徑為10微米的單顆粒，其余氣體沿第一樣品臺的下圓臺7上的通氣孔9進(jìn)入第二加速腔13，第二加速腔13比第一加速腔3的加速效果更為明顯，高速的采樣氣體通過第二切割孔徑15打在第二采樣膜18上，使單顆粒富集于第二采樣膜18上，第二采樣膜18采集粒徑為0.1微米的單顆粒。其余氣體沿第二樣品臺的下圓臺17上的通氣孔19、出氣嘴2排出，進(jìn)而完成一次對大氣單顆粒的兩次采樣。雖然本實(shí)用新型中單顆粒采樣頭包括兩級采樣結(jié)構(gòu)，但是并不限于，也可以是三級以上。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對采樣結(jié)構(gòu)所做的數(shù)量上的變化，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，單顆粒采樣頭的進(jìn)氣嘴I與兩級采樣結(jié)構(gòu)之間可以增加一個緩沖腔，緩沖腔設(shè)置于進(jìn)氣嘴與第一加速腔的上端之間，以沉淀采樣氣體中大于10微米的顆粒物。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種兩級式單顆粒采樣器，所述兩級式單顆粒采樣器包括單顆粒采樣頭，其特征在于，所述單顆粒采樣頭包括進(jìn)氣嘴(I)、出氣嘴(2)以及兩級采樣結(jié)構(gòu)，所述采樣結(jié)構(gòu)包括順序相連的第一級采樣段和第二級采樣段，所述第一級采樣段包括第一加速腔(3)、第一采集腔(4)和第一樣品臺，所述進(jìn)氣嘴(I)與所述第一加速腔(3)的上端相連，所述第一加速腔(3)與所述第一采集腔(4)通過采樣器第一切割孔徑(5)相連通，所述第一樣品臺設(shè)置于所述第一采集腔(4)內(nèi)并且與所述第一切割孔徑(5)相對，所述第一樣品臺的上端面上設(shè)置有第一采樣膜(8)，所述第二級采樣段包括第二加速腔(13)、第二采集腔(14)和第二樣品臺，所述第二加速腔(13)的上端與所述第一采集腔(4)的下端通過所述第一樣品臺上的第一通氣孔(9)相連通，所述第二加速腔(13)的下端與所述第二采集腔(14)的上端通過采樣器第二切割孔徑(15)相連通，所述第二樣品臺設(shè)置于所述第二采集腔(14)內(nèi)并且與所述第二切割孔徑(15)相對，所述第二樣品臺的上端面上設(shè)置有第二采樣膜(18)，所述出氣嘴(2)與所述第二采集腔(14)的下端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的兩級式單顆粒采樣器，其特征在于，所述第一樣品臺包括第一上圓臺(6)和第一下圓臺(7)，所述第一上圓臺(6)的直徑大于采樣器第一切割孔徑(5)的直徑且小于所述第一采集腔(4)的內(nèi)徑，所述第一上圓臺(6)的直徑小于第一下圓臺(7)的直徑，所述第一下圓臺(7)上設(shè)置有第一通氣孔(9)，所述第一通氣孔(9)與第二加速腔(13)相連通。
3.如權(quán)利要求1所述的兩級式單顆粒采樣器，其特征在于，所述第二樣品臺包括第二上圓臺(16)和第二下圓臺(17)，所述第二上圓臺(16)的直徑大于所述采樣器第二切割孔徑(15)的直徑且小于所述第二采集腔(14)的內(nèi)徑，所述第二上圓臺(16)的直徑小于所述第二下圓臺(17)的直徑，所述第二下圓臺(17)上設(shè)置有第二通氣孔(19)，所述第二通氣孔(19)與所述出氣嘴(2)相連通。
4.如權(quán)利要求1所述的兩級式單顆粒采樣器，其特征在于，所述進(jìn)氣嘴(I)與所述第一加速腔(3)的上端通過密封圈相連，所述出氣嘴(2)與所述第二采集腔(14)的下端通過密封圈相連。
5.如權(quán)利要求1所述的兩級式單顆粒采樣器，其特征在于，所述第一加速腔(3)為上寬下窄的漏斗形，所述第二加速腔(13)為上寬下窄的漏斗形。
6.如權(quán)利要求1所述的兩級式單顆粒采樣器，其特征在于，所述單顆粒采樣頭還包括一個緩沖腔，所述緩沖腔設(shè)置于所述進(jìn)氣嘴(I)與所述第一加速腔(3)的上端之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種兩級式單顆粒采樣器，包括單顆粒采樣頭，單顆粒采樣頭包括進(jìn)氣嘴(1)、出氣嘴(2)以及兩級采樣結(jié)構(gòu)，采樣結(jié)構(gòu)包括順序相連的第一級采樣段和第二級采樣段。采用本實(shí)用新型的兩級式單顆粒采樣器對氣體樣品進(jìn)行采集，具有一次采樣可以采集到不同粒徑的單顆粒物的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N1/22GK203037512SQ20132004765
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者楊小陽, 王歆華, 王軍方, 何友江, 殷寶輝, 王清利, 劉筱, 陳海, 郭婷, 白志鵬 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院