[发明专利]一种层流型凝结核气溶胶粒子生长装置及其生长方法

说明书

本发明公开了一种层流型凝结核气溶胶粒子生长装置及其生长方法，生长装置包括冷凝组件、隔热组件、饱和组件、进气组件，饱和组件分别与隔热组件、进气组件相连接，隔热组件与冷凝组件相连接；生长方法包括以下步骤：S1、将外部气溶胶气流分流成两部分；S2、其中一部分气溶胶气流从毛细管进入到饱和弯头内部；S3、令饱和腔体内充满正丁醇蒸汽，同时将另一部分气溶胶气流经过滤器过滤成洁净空气后进入到饱和腔体中；S4、饱和腔体内的洁净空气与正丁醇蒸汽一同进入到饱和弯头内部并与先前的气溶胶气流混合，形成混合气流；S5、混合气流通过隔热管后进入冷凝管受到降温处理，正丁醇蒸汽冷凝于气溶胶颗粒，完成冷凝生长。

技术领域

本发明涉及气体检测领域，尤其涉及一种层流型凝结核气溶胶粒子生长装置及其生长方法。

背景技术

气溶胶是指固体或液体颗粒分散在气体中的分散系统，颗粒的尺度范围通常分布在1nm-100μm之间。大气的气溶胶浓度与环境质量和生命健康息息相关，出于工业应用和雾霾防治等的实际需求，微纳气溶胶颗粒的检测成为相关科研人员的研究重点。

传统微米量级粉尘颗粒检测仪器所使用的光散射检测技术，受到光学散射理论的限制，通常只能检测出尺度在0.5μm以上的颗粒，对于尺度更小的纳米量级粒子的检出，需要对气溶胶颗粒进行冷凝生长处理，使气溶胶颗粒生长到可以进行光学检测的尺寸。

目前，纳米量级气溶胶颗粒的检出主要存在以下不足：第一，当气溶胶颗粒浓度过高时，会出现漏检的现象；第二，不同的工作液直接影响了气溶胶颗粒的生长情况，进而影响检测效率，例如专利CN 111426543 A中选用水作为工作液，由于许多气溶胶粒子表面化学的疏水性质使得水无法冷凝附着在这些粒子表面，进而严重影响了粒子计数效率；第三，气溶胶颗粒在生长过程中会有一部分附着在气道上，造成颗粒的损失。因此，本发明提出一种层流型凝结核气溶胶粒子生长装置及生长方法来解决上述问题。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种结构简单、操作便利的层流型凝结核气溶胶粒子生长装置及其生长方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种层流型凝结核气溶胶粒子生长装置，包括冷凝组件、隔热组件、饱和组件、进气组件，饱和组件分别与隔热组件、进气组件相连接，隔热组件与冷凝组件相连接；所述饱和组件包括饱和管、密封盖、饱和弯头，饱和管的一端与密封盖相连接，饱和管的另一端与饱和弯头的一端相连接；饱和管内部设置有饱和腔体，饱和腔体内填充有多孔介质；所述密封盖中心位置设置有空气入口，密封盖的偏心位置设置有正丁醇入口；所述饱和弯头的一侧与饱和管相连接，饱和弯头底端与进气组件相连接，饱和弯头顶端通过隔热组件与冷凝组件相连接。

进一步的，所述进气组件包括毛细管、漏斗喷嘴，漏斗喷嘴底端设置有气溶胶入口，漏斗喷嘴顶端与毛细管底端相连通，毛细管顶端穿过饱和弯头底端端壁后伸入饱和弯头内部，毛细管内部设置有上下两端开口的进气通道。

进一步的，所述隔热组件包括隔热管，隔热管底端与饱和弯头顶端相连接，隔热管顶端与冷凝组件相连接。

进一步的，所述冷凝组件包括冷凝管，冷凝管底端与隔热管顶端相连接，冷凝管内部设置有气溶胶流道，气溶胶流道顶端设置有呈缩口状的气溶胶出口。

进一步的，所述冷凝管顶端外侧、密封盖上的空气入口外侧均设置有连接卡扣。

进一步的，所述冷凝管外侧壁上、饱和管外侧壁上均设置有温度传感器插口。

进一步的，所述饱和管与饱和弯头的连接位置设置有第一密封垫圈，隔热管与冷凝管的连接位置设置有第二密封垫圈。

一种层流型凝结核气溶胶粒子生长装置的生长方法，包括以下步骤：

S1、将外部气溶胶气流分流成两部分；