[发明专利]一种宽温纳米颗粒计数器

说明书

本发明公开了一种宽温纳米颗粒计数器。该宽温纳米颗粒计数器包括：进气分流结构、饱和器、冷凝器以及光学计数器。饱和器、冷凝器、光学计数器依次相连通，饱和器、冷凝器和光学计数器均设置有温控单元，且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。待检测气体经进气分流结构分为两路，一路经过滤后进入饱和器，并携带工质蒸汽进入冷凝器，另一路由毛细管或微孔通道从冷凝器底部中心进入冷凝器，并与携带工质蒸汽的气体混合，工质选取为醇类、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。本发明针对不同待测样气温度，通过选择不同的液体工质，实现了宽温域下的纳米颗粒数目浓度的有效测量。

技术领域

本发明涉及颗粒计数领域，特别是涉及一种宽温纳米颗粒计数器。

背景技术

当前，雾霾天气频发，引起公众对于大气颗粒污染物的密切关注。大量研究表明，颗粒尺寸越小，越容易深入人体，纳米级颗粒可直达肺泡，甚至随着血液的循环进入大脑，给人体带来不可逆的损伤，危害极大。另外，机动车和航空发动机排放法规也针对排气中纳米颗粒数目浓度进行限制。因此，细小颗粒的计量对大气污染和满足最新排放法规的相关研究具有基础性作用。大气污染物的来源众多，其温度也由常温到高温均有分布，现有的颗粒计量装置并不能满足当前对宽温纳米颗粒数目的测量需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽温纳米颗粒计数器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种宽温纳米颗粒计数器，包括：进气分流结构、饱和器、冷凝器以及光学计数器，所述饱和器、所述冷凝器与所述光学计数器依次相连通，所述饱和器、所述冷凝器与所述光学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。

可选的，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。

可选的，所述光学计数器包括：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。

可选的，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；