[实用新型]一种用于提取呼出气体中颗粒物的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型气体分离装置，具体涉及一种用于提取呼出气体中颗粒物的装置。

背景技术

呼吸是人每时每刻都在进行的活动，然而呼出的气体重通常含有水蒸气和颗粒物，颗粒物中包含一些有害病原体粒子，这些有害病原体粒子包括病毒、细菌、细胞、抗体、抗原和核酸等，这些有害病原体经人体呼吸道呼出后，如果不能正确进行提取，则不利于之后进行的检测程序，从而进一步加大了对这些病原体的检测工作的难度，进而可能引起有害病原体粒子的扩散和传播，对社会的发展有潜在的风险，成为一个不稳定因素，然而目前对于呼出气中这些颗粒物的提取装置结构较为复杂，操作不便利，不能及时有效的提取出颗粒物。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于提取呼出气体中颗粒物的装置，解决结构复杂，操作不便利的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于提取呼出气体中颗粒物的装置，包括分离设备和液体微系统，分离设备包括冷却系统和液滴回收装置；冷却系统包括腔和末端件；液滴回收装置包括放电电极、侧壁、液膜和出口，侧壁包括内表面和外表面；液体微系统包括硅衬底，硅衬底包括第一流体室、第二流体室、流体通道和硅胶圆片。

腔设置有一个内壁；冷却系统位于液滴回收装置的上方，和液滴回收装置相连,冷却系统冷却包含在呼出气体中的水蒸气，通过冷凝得到微小液滴。呼出气体通过末端件送向腔；液滴回收装置有一侧壁，该侧壁呈锥形向出口收缩， 出口处有一个较低点；液滴回收装置为网格形式。液滴回收装置的内部安装着放电电极，放电电极从环绕在其周围的电离气体空间中产生离子流。侧壁上设置有和放电电极1相对的相反电极，用来产生离子流。通过离子流从呼出气体中收集的液滴从放电电极的位置流向液滴回收装置的侧壁。沿着它们的轨迹，液滴捕获的粒子被收集和输送至侧壁，或带有捕获粒子的液滴从沿着侧壁流动的液膜向出口流动，然后通过出口进入液体微系统；出口固定在液体微系统相应的入口处；液体微系统和分离设备通过胶合相连接，以回收所收集的粒子。

液体微系统位于装置最底端，包括一个硅衬底，硅衬底包含第一流体室、第二流体室和一个流体通道；第二流体室在第一流体室上方，通过流体通道相连；流体通道通过光刻和标准硅蚀刻技术形成于衬底的上表面。根据分离设备收集样品的分析要求，第一流体室、第二流体室和流体通道的深度为10～500μm。液体微系统的流体部分防水，和安装在硅衬底顶部的有穿孔的硅胶圆片一起作为液体微系统的进口，所述液体微系统的进口同时作为所述开口；硅胶圆片由玻璃塑料或其他任何可以使液体微系统防水的材料制成。

冷却系统的腔相对于末端件设置，腔被密封件密封，放电电极是一个尖电极；放电电极用导线制成，尤其是极性导线制成，导线比尖电极产生更大的放电区，相应的放电区围绕整个导线，从而收集呼出气体中的颗粒物。10KV的放电电压对应直径为50μm的导线产生放电区域合适，直径越小的导线电压越低，导线由机械性导电材料制成。

液滴回收装置为网格形式，侧壁包括多个导电条向出口逐渐收拢；开口通过撑杆互连，通过缝隙隔开；导电条是一个相对于放电电极的反电极，其形状为圆形，螺旋形或是V形，由金属材料制成。

缝隙的布局使液滴沿侧壁自如的流向出口，没有冷凝的呼出气体能顺利的 离开液滴回收装置；呼出气体通过顶端输送到冷却系统；呼出气体满载着水蒸气和含有被收集的颗粒。

在冷却系统中，呼出气体被冷却，为了通过凝结获得水蒸气中的液滴。通过从放电电极中围绕在尖电极离子化气体的区域中产生的离子流将液滴输送至液滴收集装置的侧壁上。到达侧壁的液滴形成沿侧壁流向出口的液膜。

液滴收集装置的侧壁的内表面处理为亲水性，比如二氧化硅(SiO₂)沉积物；内表面的结构也可设置为使液滴定向流动的切槽；外表面可通过处理使其具有疏水性。此外，为了和冷却系统匹配，腔的内壁通过表面处理使其具有疏水性。

本实用新型能快速提取呼出气体中的颗粒物，结构简单，操作容易。能使呼出气体中的颗粒物提取速度和效率大幅度提高，具有很强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型透视图。

图2为本实用新型剖视图。

图3为液滴回收装置透视图。

图4为本实用新型剖视图。