[实用新型]一种单颗粒采样器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单颗粒采样器，属于环境分析和大气采样技术领域。

背景技术

目前，在国内大气采样和常规监测领域几乎全部都是整体样品收集的方法来获得颗粒物的质量浓度和数量浓度。随着大气气溶胶混合状态对气候及健康的影响，对大气单颗粒的认识在大气科学领域的地位日趋重要。研究报告已表明，大气单颗粒如硫酸盐、有机颗粒物、重金属颗粒和烟尘(也称为黑碳)等相互混合成为内部混合颗粒，其对气候和人类健康的影响日趋增加。然而，国内还没有针对单颗粒进行采样的设备报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种单颗粒采样器，其具有采样时间短、方便携带、操作简单和不受电源限制等优点。

名词解释：

单颗粒：是指大气中单个气溶胶颗粒，它通常使用透射电镜和扫描电镜的方法来观察单个气溶胶颗粒物的物理和化学特性。

单颗粒采样：通过单颗粒采样器，在一定的时间和流量范围内采样气溶胶颗粒到采样膜表面，这样能保证的大气中颗粒物能够均匀并且独立地分散在膜表面。

本实用新型的技术方案如下：

一种单颗粒采样器，包括进气口、采样头、气泵、流量计和出气口；进气口通过通气管与采样头的进气嘴相连通，出气口通过通气管与采样头的出气嘴相连通，在通气管上安装有流量计；出气口与气泵相连通；其特征在于，所述的采样头为单颗粒采样头，包括进气嘴、出气嘴、加速腔、采集腔和样品台，其中进气嘴与加速腔的上端通过密封圈相连，出气嘴与采集腔的下端通过密封圈相连，加速腔与采集腔通过采样器切割孔径相连通，所述的加速腔为漏斗形，在采集腔内有样品台与采样器切割孔径相对，样品台的上端面上设置有采样膜。本实用新型采样器中的加速腔为漏斗形，该技术特点的优点在于：采样气体通过进气嘴进入加速腔，由于加速腔的上端和下端内径相差15倍左右，所以气体到达采样膜的流速度为进气口处流速的二百倍左右，高速的气流打在采样膜上，有利于颗粒富集于采样膜上。

所述的单颗粒采样头的数量为1-10个。

所述的采样器切割孔径的直径为0.5mm-1mm，采集腔内有样品台与采样器切割孔径之间的距离为2mm-4mm。当采样器切割孔径越大(大于0.5mm)时，采样器对气溶胶颗粒的切割粒径就越大，这样不利于分析大气中粒径较小的气溶胶颗粒。气采样器切割孔径小于0.5mm时，采样腔内会造成过大压力，使得本采样器无法运行。

以下是通过实际测定获得的在不同孔径条件下对气溶胶颗粒采集的切割粒径，如表1，假设空气中气溶胶密度ρ＝2g/m³，气体流速为1L/min：

表1

  采样器切割孔径(mm) 采集到的单颗粒的切割粒径(d₅₀)  0.5 0.33μm  0.8 0.67μm  1.2 1.24μm  1.6 1.90μm  2.0 2.66μm

对比结论：当采样器切割孔径越大(大于0.5mm)时，采样器对气溶胶颗粒的切割粒径就越大，这样不利于分析大气中粒径较小的气溶胶颗粒。气采样器切割孔径小于0.5mm时，采样腔内会造成过大压力，使得本采样器无法运行。