[发明专利]一种宽温纳米颗粒计数器

权利要求书

1.一种宽温纳米颗粒计数器，其特征在于，包括：进气分流结构、饱和器、冷凝器以及光学颗粒计数器，所述饱和器、所述冷凝器与所述光学颗粒计数器依次相连通，所述饱和器、所述冷凝器与所述光学颗粒计数器均设置有温控单元，所述饱和器的温度高于所述冷凝器的温度，且所述饱和器中存放有热扩散系数大于质量扩散系数的液体工质；所述进气分流结构包括前处理管路和待测气体输送管路，待检测气体从宽温纳米颗粒计数器的待测气体输入端进入后分为两路，一路进入所述前处理管路，另一路进入所述待测气体输送管路；所述前处理管路中的气体经过滤后进入所述饱和器，并携带所述饱和器中的工质蒸汽进入所述冷凝器；所述待测气体输送管路中的气体经所述待测气体输送管路末端的毛细管或微孔通道从所述冷凝器底部中心进入所述冷凝器；其中，当饱和器的工作温度低于设定温度阈值时，工质选取醇类，当饱和器的工作温度高于所述设定温度阈值时，工质选取硅油类、酯类或由硅油类、酯类、醇类中至少两种混合成的溶液；

所述光学颗粒计数器包括：散射光收集装置、气溶胶颗粒准直结构和激光器，其中：

所述散射光收集装置上设置有气溶胶颗粒进气口、气溶胶颗粒出气口以及激光照射入口；

所述散射光收集装置为积分球；积分球上设置有气溶胶颗粒进气口、气溶胶颗粒出气口以及激光照射入口；

所述气溶胶颗粒准直结构用于将从所述气溶胶颗粒进气口进入的气溶胶颗粒直线性的输送至所述气溶胶颗粒出气口；

所述激光器，发出的激光经所述激光照射入口进入散射光收集装置，且所述激光照射在气溶胶颗粒的运动路径上；

所述光学颗粒计数器还包括气溶胶颗粒进气嘴，所述气溶胶颗粒准直结构包括：环形鞘气喷嘴，所述环形鞘气喷嘴包括喷嘴部和管路部；

所述喷嘴部包括喷嘴腔体；所述喷嘴腔体，出口与所述气溶胶颗粒进气口连接，套设在所述气溶胶颗粒进气嘴外部，且与所述气溶胶颗粒进气嘴外壁之间具有环形间隙；所述环形间隙在所述气溶胶颗粒进气嘴出口处的横截面关于所述气溶胶颗粒进气嘴出口横截面的中心对称，且从所述环形间隙喷出的气流聚拢于所述气溶胶颗粒进气口指向所述气溶胶颗粒出气口的直线上；

所述管路部包括多个气流管路，多个气流管路与均匀开设在所述喷嘴腔体侧壁的气流进口相连接；

所述光学颗粒计数器还包括：处理器，所述处理器包括光强脉冲统计模块、粒径比较统计模块和反演粒径算法模块，所述光强脉冲统计模块用于获取光电传感器输出的光脉冲信号，并统计光脉冲信号的光强分布从而获得颗粒的数目信息；所述粒径比较统计模块用于基于光脉冲信号光强与颗粒尺寸的对应关系，对比于参考光脉冲信号强度确定颗粒的粒径大小；所述反演粒径算法模块用于基于光脉冲信号分布根据反演算法解析出具体的颗粒粒径分布情况。

2.根据权利要求1所述的宽温纳米颗粒计数器，其特征在于，所述前处理管路上安装有流量控制模块、颗粒过滤器和流量计，所述流量控制模块用于调控流入所述饱和器的气体流量；所述颗粒过滤器用于去除所述前处理管路中气体中的颗粒物，所述流量计用于对所述前处理管路中气体的流量进行测量；所述前处理管路输出的气体进入所述饱和器后，经液体工质向上方流动，并携带工质蒸汽从所述饱和器的输出端进入所述冷凝器。

3.根据权利要求1所述的宽温纳米颗粒计数器，其特征在于，所述气溶胶颗粒进气嘴的输出端口为毫米级或亚毫米级的缩口。

4.根据权利要求1所述的宽温纳米颗粒计数器，其特征在于，所述气溶胶颗粒进气口与所述气溶胶颗粒出气口的连线为一直线，所述气溶胶颗粒准直结构包括在所述气溶胶颗粒进气口周围的散射光收集装置壁上开设的多个气流进气口，所述气流进气口在以所述直线与所述散射光收集装置的交点为圆心的圆周上均匀布置，所述气流进气口用于向所述直线上对称的吹气。

5.根据权利要求3-4任一项所述的宽温纳米颗粒计数器，其特征在于，所述气溶胶颗粒准直结构包括气溶胶颗粒保护通路，所述气溶胶颗粒保护通路包括透明的中空直管；所述中空直管的第一端口固定于所述散射光收集装置的气溶胶颗粒进气口，并与所述气溶胶颗粒进气口连通；所述中空直管的第二端口固定于所述散射光收集装置的气溶胶颗粒出气口，并与所述气溶胶颗粒出气口连通；所述中空直管上开设有通孔；所述激光器发出的激光经所述激光照射入口进入散射光收集装置，并照射到所述中空直管上的通孔上。