[发明专利]一种空气动力学粒径测试装置

说明书

本发明公开了一种空气动力学粒径测试装置，其技术方案是包括惯性分级器和用于测量不同气溶胶粒径粒子的空气动力学粒径的光学测试模块；惯性分级器开设有鞘气入口和采样口，分别配置成供洁净鞘气流和气溶胶进入所述惯性分级器，惯性分级器内设置有供气溶胶喷出的喷嘴，还开设有供鞘气流喷出的喷口；喷嘴和所述喷口下方位置处，均连通有分级静压腔，分级静压腔下方位置连通有抽气静压腔，分级静压腔和抽气静压腔之间设置有过滤膜。本发明意在达到测试高浓度气溶胶的空气动力学粒径分布，实现高分辨率的粒径检测并实时快速出具粒径分布信息的目的。

技术领域

本发明涉及气溶胶领域,属于大气环境颗粒物范畴，具体的涉及一种空气动力学粒径测试装置。

背景技术

目前，测试气溶胶粒径分布用的仪器有光学粒径谱仪，根据不同的大小粒子散射光强不同，对粒子逐一检测获得粒径信息。TSI公司的空气动力学粒径谱仪采用粒子飞行时间检测分析，通过对不同大小的粒子加速，由于粒子大小和惯性相关，加速后不同粒子的飞行速度不同，则通过两束激光所用的时间不同，通过测试每个粒子的飞行时间可以实时气溶胶的空气动力学粒径。上述原理都需要对粒子逐一监测，对于高浓度气溶胶需要多级大比例的进行稀释，将气溶胶浓度降至足够低方可实现逐一监测，但是稀释倍数过大将影响气溶胶粒径分布的真实性。空气动力学粒径反应了不同粒子沉降的属性，在吸入毒理、吸入制剂研究方面为必测的参数。目前，仅有美国的TSI公司具有实时监测的空气动力学粒径谱仪，仪器设计复杂，价格非常昂贵。

而测试空气动力学粒径还有一种方法就是采用多级安德森采样器或者NGI药物撞击器，这类仪器测试完之后需要对每一级采样进行称重或者化学分析，才能获得粒径分布的结果，操作比较繁杂，获得一个采样数据往往要花费几十分钟至数个小时，且粒径通道目前仅能做到8通道，具有很大的局限性。

综上，非常有必要提供一种可测试高浓度气溶胶、可实现高分辨率的粒径检测且可实时快速出具粒径分布信息的粒径测试装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气动力学粒径测试装置，可测试高浓度气溶胶的空气动力学粒径分布，并可实时快速出具粒径分布信息。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种空气动力学粒径测试装置，包括惯性分级器和用于测量不同气溶胶粒径粒子的空气动力学粒径的光学测试模块；

所述惯性分级器开设有鞘气入口和采样口，分别配置成供洁净鞘气流和气溶胶进入所述惯性分级器，所述惯性分级器内设置有供气溶胶喷出的喷嘴；

所述惯性分级器内还开设有供鞘气流喷出的喷口；

所述喷嘴和所述喷口下方位置处，均连通有分级静压腔，所述分级静压腔下方位置连通有抽气静压腔，所述分级静压腔和所述抽气静压腔之间设置有过滤膜。

通过采用上述技术方案，经采样口进入的气溶胶流经喷最后进入分级静压腔，连通经鞘气入口进入的鞘气流一起穿过滤膜，在分级静压腔和抽气静压腔的作用下，气流均匀的穿过过滤膜向下流动，气溶胶和鞘气的流线皆在分级静压腔弯曲变相，气溶胶里面的粒子由于惯性作用，在过滤膜不同位置沉积，大粒子由于惯性大较难随气流变向，沉积在离喷嘴较近的位置，小粒子由于惯性小，容易随气流改变方向流动，沉积在离喷嘴较远的位置，从而实现不同粒子粒径的分级。然后通过光学测试模块可以获得不同位置的质量相对比值，生成不同粒径粒子的空气动力学粒径分布图，结构简单可靠且成本低。

优选的，所述喷嘴整体为狭缝结构。

通过采用上述技术方案，狭缝结构的喷嘴设计，可以将气溶胶流变成薄层状气流喷出，降低了较厚气溶胶流中多的气溶胶粒子相互碰撞影响气溶胶粒子沉积以及气溶胶粒子空气动力学粒径分布的测试。

优选的，所述喷口和所述鞘气入口之间设置有鞘气静压腔，所述鞘气静压腔与所述喷口和所述鞘气入口均相通。