[发明专利]用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统

权利要求书

1.一种用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，包括电压控制和鞘气流量控制两部分：

所述的电压控制部分包括高压电模块（1）、电路板（12）和数据采集卡（14）；

所述的鞘气流量控制部分包括气体进口（2）、前置过滤器（3）、绝对压强传感器（4）、质量流量计（5）、温湿度传感器（6）、风机（7）、限流孔（8）、散热管（9）、后置过滤器（10）、气体出口（11）、电路板（12）、直流电压转换模块（13）、数据采集卡（14）和T型三通（15）；

所述的电路板（12）通过导线分别和高压电模块（1）、直流电压转换模块（13）、数据采集卡（14）、绝对压强传感器（4）、质量流量计（5）、温湿度传感器（6）相连；直流电压转换模块（13）通过导线和风机（7）相连；

所述的气体进口（2）、前置过滤器（3）、T型三通（15）、质量流量计（5）、风机（7）、限流孔（8）、散热管（9）、后置过滤器（10）和气体出口（11）通过管路依次相连；温湿度传感器（6）通过管路和所述的T型三通（15）的垂直通道相连；绝对压强传感器（4）通过管路和T型三通（15）相连。

2.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，所述的高压电模块（1）的工作电压为12V、电流为0.4A；调节电压为0-5V，输出电压为0-10kV。

3.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，气体进口（2）和前置过滤器（3）之间，以及后置过滤器（10）和气体出口（11）之间用3/8英寸Tygon软管连接；所述的前置过滤器（3）和T型三通（15）之间通过3/8英寸NPT外螺纹连接；温湿度传感器（6）与T型三通（15）的连接处使用1/2英寸聚四氟乙烯卡套，温湿度传感器（6）的感应端完全置于气路中，并采用标准M8接头与电路板（12）连接；T型三通（15）的底端固定1/16英寸的软管接头，用1/16英寸软管与绝对压强传感器（4）连接；T型三通（15）与质量流量计（5）之间用3/8英寸转1/4英寸NPT内螺纹变径接头连接；所述的质量流量计（5）与风机（7）之间采用一端为1/4英寸NPT内螺纹，另一端为3/8英寸软管接头连接；所述的散热管（9）是直径为3/8英寸的铜管；散热管（9）的两端固定直径为3/8英寸卡套式软管接头，用于与风机（7）和后置过滤器（10）连接。

4.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，所述的前置过滤器（3）和后置过滤器（10）均为HEPA过滤器，使用丙烯酸高聚物滤膜。

5.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，所述的限流孔（8）的孔径为0.005英寸至0.05英寸。

6.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，所述的风机（7）的机体完全密封；通过调节直流电压转换模块（13）的调节端电压，使得风机（7）的工作电压发生变化，实现管路中气体流量的调节；所述的风机（7）的工作电压为0-15V；所述的直流电压转换模块（13）的工作电压为12V，调节端电压范围为1.25-2.5V，对应模块输出电压为7.5-15V。

7.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，所述的电路板（12）包括保险丝、12V、10V和5V三个稳压电源模块、风机和高压模块开关、绝对压强传感器和各种外部接口。

8.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，所述的数据采集卡（14）包括16路16位的模拟输入通道、2路16位的模拟输出通道、4路数字输入通道、4路数字输出通道和32位计数器；数据采集卡（14）采用即插即用的USB接口。

9.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，所述的鞘气流量控制系统采用PID闭环控制来稳定管道中的气体流量，鞘气的流量范围为0-30L/min。

10.根据权利要求1所述的用于气溶胶粒径分布测量的电压和流量控制系统，其特征在于，质量流量计（5）采用文丘里流量管形外壳，微桥芯片直接与气流接触；质量流量计（5）具有内置的信号处理电路，含放大线性修正、温度补偿功能；所述的温湿度传感器（6）为微型、低功耗快速启动的HUMICAP^?180R传感器。