[发明专利]一种实验室用矿物气溶胶发生系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验室用矿物气溶胶发生系统，属于气溶胶技术领域。

背景技术

矿物气溶胶是大气气溶胶的重要组成之一，每年有大量的排放到大气中。矿物气溶胶可以通过直接和间接辐射效应影响地面温度，降低大气能见度，同时为各种物理化学过程提供了反应界面以及积聚各种污染物的载体。实际环境中矿物气溶胶受到来源地以及局地环境的影响，同时会在传输过程中受外界环境的影响。因此能够稳定产生矿物气溶胶的系统对于研究矿物气溶胶的理化特性，模拟实际环境中的反应及老化过程，研究矿物气溶胶对人体健康等的影响等都具有非常重要的意义。

目前的气溶胶发生系统主要是针对纳米级的液滴以及粉尘类物质，还没有用于模拟不同源区矿物气溶胶，同时可以产生不同浓度及湿度的矿物气溶胶系统的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种实验室用矿物气溶胶发生系统，该矿物气溶胶发生系统可产生不同浓度以及湿度的矿物气溶胶，可用于不同源区矿物气溶胶的产生、矿物气溶胶设备的检验及标定，同时还满足了吸入性毒理试验的研究需求。

本发明提供的实验室用矿物气溶胶发生系统，包括高压气源、湿度流量控制模块、矿物气溶胶产生腔室和混合室；

所述湿度流量控制模块包括湿度流量控制支路Ⅰ和湿度流量控制支路Ⅱ，所述湿度流量控制支路Ⅰ用于增加由所述高压气源产生的气体的湿度，所述湿度流量控制支路Ⅱ用于降低由所述高压气源产生的气体的湿度；

所述矿物气溶胶产生腔室内设有负载有矿物气溶胶的筛板，且在所述矿物气溶胶产生腔室内形成一密闭腔室；

所述湿度流量控制支路Ⅰ和所述湿度流量控制支路Ⅱ的气体出口端均依次连通一温湿探头和一三通比例阀；所述三通比例阀的两个出口分别与所述矿物气溶胶产生腔室和所述密闭腔室相连通；

所述矿物气溶胶产生腔室与所述混合室相连通。

上述实验室用矿物气溶胶发生系统中，所述高压气源的产生装置具体可为高压气瓶或空压机，具体使用时可将所述高压气源的气压控制为0.1MPa～1.0Mpa。

上述实验室用矿物气溶胶发生系统中，所述湿度流量控制支路Ⅰ包括依次连通的流量控制器和干燥管；

所述湿度流量控制支路Ⅱ包括依次连通的流量控制器和气体加湿器；

上述用于增加气源湿度以及控制气源流量的所述湿度流量控制支路Ⅰ和用于降低气源湿度以及控制气源流量的所述湿度流量控制支路Ⅱ的配合，实现对气源的湿度和流量的控制，进而能够产生不同湿度及浓度需求的矿物气溶胶。

本发明中的所述流量控制器具体可为质量流量计或浮子流量计，具体使用时可将气体流量控制为0.5升/分钟～200升/分钟。

所述湿度流量控制支路Ⅰ中所述干燥管的填充物具体使用干燥硅胶或分子筛。

所述湿度流量控制支路Ⅱ中的气体加湿器可采用硅胶圈密封，气体加湿器的温度控制在-80℃～100℃，温度的控制可通过与水浴装置的配合实现，利用水浴装置中的溶剂对所述气体加湿器的表面进行循环控温。所述气体加湿器的材质具体可为玻璃、金属不锈钢或有机玻璃。

上述实验室用矿物气溶胶发生系统中，所述筛板设于所述矿物气溶胶产生腔室的底部；

所述矿物气溶胶产生腔室的底部设于超声振荡器中，超声波的振荡作用可使所述筛板上负载的微米级、压微米级粒径的矿物溶胶振荡悬浮，提高矿物气溶胶的产生效果。

所述筛板的材质为烧结玻璃或高分子聚合材料，空隙可控制为0.5μm～20μm，直径可控制为1cm～30cm。

所述筛板与所述矿物气溶胶产生腔室通过胶粘合或硅胶套圈进行密封，从而在所述矿物气溶胶产生腔室内形成所述密闭腔室。

上述高压气源、湿度流量控制模块和矿物气溶胶产生腔室之间均可通过气管连通。

上述矿物气溶胶发生系统中，所述混合室的底部设有风扇；

所述风扇与一计算机相连接；所述风扇的转速可调节为1r/s～1000r/s；

所述风扇可对矿物气溶胶进行再悬浮，从而形成所需的矿物气溶胶。

所述矿物气溶胶产生腔室与所述混合室之间具体可通过导电材料制备的连接管进行连通，所述导电材质具体可为不锈钢金属材料、铜或导电硅胶。

上述矿物气溶胶发生系统中，所述流量控制器、所述温湿探头和所述三通比例阀均与一计算机相连接。