[实用新型]气溶胶收集器

说明书

本实用新型提供一种气溶胶收集器，其包括：进气模块，用于使含气溶胶的气体输入气溶胶收集器；蒸汽模块，用于向气溶胶收集器提供蒸汽；混合室，从进气模块输入的含气溶胶的气体与由蒸汽模块提供的蒸汽在混合室内混合；冷凝模块，用于使经混合的含气溶胶的气体冷凝成含气溶胶的冷凝液；以及收集容器，所述收集容器用于收集经所述冷凝模块冷凝的冷凝液。由此，通过进气模块、混合室和冷凝模块的设置与控制来提高气溶胶的萃取效率。

技术领域

本实用新型涉及一种气溶胶收集器、主要是一种蒸汽喷射式气溶胶收集器。

背景技术

目前大气污染物的种类很多，根据其存在的状态，可以概括为两大类：即气态污染物和气溶胶状态污染物。气溶胶是指能悬浮于气体介质中的固态粒子或液态粒子，包括但不限于原子或分子单质或混合物、原子离子或分子离子、大分子簇(譬如病毒分子)。目前捕集大气中气溶胶的采样方法一般分为离线采样方法和在线采样方法两种，其中离线采样收集的方法包括：膜采样法、撞击式分级采样法等方法。例如，可以通过滤膜采集颗粒物，然后送至实验室称量、溶解、提取并使用离子色谱进行分析。但该方法具有颗粒物采样误差大、样品存储易损失、费时费力、不能反映大气颗粒物中水溶性组分的高频变化规律等缺点。

目前，在线采样收集气溶胶中可溶或亲水成分(譬如离子、病毒分子)的方法包括：颗粒物-液体转换采集系统(Particle-into-liquid sampler，简称PILS)、蒸汽喷射气溶胶收集装置(Steam Jet Aerosol Collector，简称SJAC)等方法。例如，采用水蒸气喷射气溶胶采样技术，颗粒物在过饱和水蒸气作用下吸湿长大，气溶胶中可溶成分(譬如离子、病毒分子)与非容性固体颗粒物分离并溶入水蒸汽中，水蒸气冷凝后收集，或者也可以经冷凝后自动送至离子色谱进行分析。

与离线采样收集相比，在线采样收集可以实现实时在线监测大气气溶胶(颗粒物)及气体阴阳离子。目前，此类产品可以将离子色谱技术成功应用于大气环境监测，具备在线监测仪器的连续自动化可操作性。一般，此类产品单个监测周期耗时很短，一次更换溶液，可持续工作几十天，而且由于“只加水”技术操作简单方便，免维护，自动化程度高，省时省力。

具体来说，在现有的此类气溶胶收集器中，首先气溶胶和水蒸气充分混合形成悬浮的小水滴，小水滴逐渐长大然后在玻璃表面形成冷凝液，这些冷凝液中的离子后续会萃取出来进行进一步检测。

然而，各种气溶胶收集器的混合效率差异很大，这导致后续离子萃取效率差异也很大。当此类气溶胶收集器用在在线空气质量监控时，其数据的可靠性可能备受质疑。

因此，在气溶胶收集器领域中，始终存在对提高收集器的蒸汽与气溶胶的混合效率以及最终萃取效率的需求。

实用新型内容

为此，本实用新型旨在提供一种高效的气溶胶混合和冷凝效率的气溶胶收集器，最终可使可溶成分(譬如离子、病毒分子)萃取效率提高至少20％，并且使萃取效率稳定。

具体来说，本实用新型提供一种气溶胶收集器，该气溶胶收集器包括：进气模块、优选为温度受控或温度可调的进气模块，该进气模块用于使含气溶胶的气体输入气溶胶收集器；蒸汽模块，该蒸汽模块用于向气溶胶收集器提供蒸汽；混合室、优选为温度受控或温度可调的混合室，从进气模块输入的含气溶胶的气体与由蒸汽模块提供的蒸汽在混合室内混合；冷凝模块、优选为温度受控或温度可调的冷凝模块，该冷凝模块用于使经混合的含气溶胶的气体冷凝成含气溶胶的冷凝液；以及收集容器，该收集容器用于收集经冷凝模块冷凝的冷凝液。

借助上述气溶胶收集器可以通过进气模块、混合室和冷凝模块等的设置，使得分区控制成为可能，从而可提高气溶胶的萃取效率。

特别有利地，可以将进气模块与混合室设置成：使流入混合室的含气溶胶的气体的温度与混合室内部的温度之间的第一温差处于20-100摄氏度之间。

由此，通过对气溶胶收集器的相邻两个模块之间的分区温度控制，可以使得混合效率以及最终萃取效率达到最佳。