[实用新型]PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统

权利要求书

1.一种PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于，包括：

冲击切割器，配置成接收空气气流，并至少部分地去除所述空气气流中空气动力学当量直径大于2.5μm的颗粒物；

水浴装置，配置成接收来自所述冲击切割器的气流，以使来自所述冲击切割器的气流与所述水浴装置产生的水蒸气混合；

冷冻装置，配置成接收来自所述水浴装置的混合气流并降低所述混合气流的温度，以使所述混合气流中至少部分颗粒物的空气动力学当量直径增长至大于或等于2.5μm；

浓缩分离装置，配置成接收来自所述冷冻装置的气流，并将来自所述冷冻装置的气流分流成第一气流和第二气流，且使来自所述冷冻装置的气流中、空气动力学当量直径增长至大于或等于2.5μm的所有颗粒物的部分或全部位于所述第一气流中；

干燥装置，配置成接收和干燥来自所述浓缩分离装置的所述第一气流；和

口鼻暴露装置，其具有第一气泵和暴露室，所述第一气泵配置成使所述干燥装置中的所述第一气流进入所述暴露室；以及

第二气泵，配置成从所述浓缩分离装置中抽吸所述第二气流。

2.根据权利要求1所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于还包括：

第一流量控制器，设置在所述第一气泵的进气管路上，以使所述第一气流以第一流量流经所述第一气泵；和

第二流量控制器，设置在所述第二气泵的进气管路上，以使所述第二气流以第二流量流经所述第二气泵，且所述第二流量与所述第一流量的比值为40至60。

3.根据权利要求1所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于

所述干燥装置内限定有用于通过所述第一气流的第一通道和用于通过干燥气体的第二通道，以使所述干燥气体对所述第一气流进行干燥；且

所述第二通道的进气管路上设置有第三流量控制器，所述第三流量控制器配置成调节所述干燥气体的流量，以使进入所述口鼻暴露装置的所述第一气流具有预定的湿度值。

4.根据权利要求1所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于

所述冷冻装置包括一个或多个冷冻单元；

所述浓缩分离装置包括一个或多个浓缩分离单元，分别配置成接收来自一个所述冷冻单元的气流。

5.根据权利要求4所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于

每个所述冷冻单元包括外管和在所述外管内延伸的内管，所述内管的两端分别与所述水浴装置和一个所述浓缩分离单元连通，所述外管内壁和所述内管外壁之间限定的通道用于传冷介质的流动；且

所述冷冻装置还包括制冷单元，配置成向流入所述一个或多个冷冻单元的所述传冷介质提供冷量。

6.根据权利要求5所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于，所述水浴装置包括：

水浴箱，其具有顶盖，每个所述冷冻单元竖直地安装于所述顶盖；和

加热装置，配置成加热所述水浴箱内的水。

7.根据权利要求4所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于

每个所述浓缩分离单元包括一个或多个虚拟切割器，每个所述虚拟切割器具有气流进口、第一气流出口和第二气流出口，且所述多个虚拟切割器中每个所述虚拟切割器的第一气流出口与邻接于其下游的所述虚拟切割器的气流进口连通。

8.根据权利要求7所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于，每个所述虚拟切割器包括：

壳体，其内限定有容纳空腔，其上开设有所述第二气流出口；

第一喷嘴，伸入所述容纳空腔，其一端为所述气流进口，且所述第一喷嘴的至少部分管段限定的气流通道沿着其内气流流向的方向逐渐缩小；和

第二喷嘴，其至少部分位于所述容纳空腔内，并与所述第一喷嘴同轴间隔地设置，所述第二喷嘴的远离所述第一喷嘴的一端为所述第一气流出口，且所述第二喷嘴的至少部分管段限定的气流通道沿着其内气流流向的方向逐渐扩大。

9.根据权利要求8所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于

每个所述虚拟切割器还包括排水管，以将所述壳体内的水排出所述壳体。

10.根据权利要求1所述的PM2.5在线浓缩富集口鼻暴露系统，其特征在于，所述暴露室包括：

内筒，其周壁上开设有多层孔洞；

外筒，与所述内筒同轴设置，所述外筒的周壁上开设有多层安装孔，且所述外筒的每个安装孔与所述内筒的一个孔洞同轴设置；

上端盖，安装于所述内筒和所述外筒的顶端，其中部开设有中央孔洞，以使所述第一气泵利用管路经由所述中央孔洞与所述内筒连通；

下端盖，安装于所述内筒和所述外筒的底端，其上开设有多个沿所述下端盖的周向方向间隔设置的通气孔，每个所述通气孔与所述内筒和所述外筒之间的空间连通；

多个动物固定器，每个所述动物固定器安装于所述外筒的一个所述安装孔，且每个所述动物固定器具有与所述外筒连通的开口；

多个连接管，每个所述连接管与所述外筒的一个安装孔同轴设置，两端分别伸入所述内筒的一个孔洞和一个所述动物固定器的开口，以连通所述内筒和一个所述动物固定器，且每个所述连接管的外直径小于每个所述动物固定器的开口的直径。