[实用新型]一种基于电迁移率的气溶胶分离装置

说明书

本实用新型公开了一种基于电迁移率的气溶胶分离装置，本实用新型中的气溶胶入口通道和鞘气入口通道可拆卸地连接在鞘气腔上，气溶胶与鞘气分离装置布设有鞘气通道和气溶胶通道，两种通道交错排列，互不干扰；气溶胶从气溶胶入口通道进入，进而通过气溶胶通道进入流道，从流道上开有的狭缝进入第二环形区域；第二环形区域由内电极和外电极之间形成电场，产生迁移运动，具有一定迁移率的粒子穿过鞘气层进入到内电极下端的采集狭缝，并通过单分散气溶胶出口流出。本实用新型结构简单，易于拆卸，能够产生良好的鞘气层流和气溶胶层流，降低气溶胶粒子损失。并且能在粒径不同的气溶胶粒子中分离出近似单分散的气溶胶粒子。

技术领域

本实用新型涉及气溶胶检测技术领域，特别涉及一种基于电迁移率的气溶胶分离装置。

背景技术

在环境问题愈发严重的今天，气溶胶对人类健康和全球气候的影响至关重要。表征这些气溶胶粒子行为的一个重要物理参数是粒径，在纳米气溶胶粒子的各种分析方法中，差分迁移率分析仪已成为一种最常用的用于单分散粒子的分类和产生的仪器。

现有技术已公开了一种纳米差分电迁移率分析仪，该分析仪通过内电极中的管道一直往上流直到发生径外扩散。鞘气往外扩散时变得混乱，需要通过蜂窝滤网进行整流，由于蜂窝单元均匀性不理想，柱高不够，且内电极的顶端附近存在凸台，故经过整流后的鞘气也并不是完全的层流，最终会导致气溶胶粒子的损失。该分析仪的气溶胶收集管道结构复杂，不易加工和安装且外壁的形状上下无明显区别。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种基于电迁移率的气溶胶分离装置。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为：

本实用新型包括气溶胶入口通道、鞘气入口通道、鞘气腔、气溶胶与鞘气分离装置、内电极、外电极、气溶胶与鞘气混合出口和单分散气溶胶出口。

所述气溶胶入口通道和鞘气入口通道可拆卸地连接在鞘气腔上，其中鞘气入口通道安装在鞘气腔的侧面，气溶胶入口通道贯穿鞘气腔顶部，并伸入至气溶胶与鞘气分离装置；

所述气溶胶与鞘气分离装置布设有鞘气通道和气溶胶通道，两种通道交错排列，互不干扰；其中所述鞘气通道一端连通鞘气腔，另一端连通第一环形区域，鞘气通过鞘气通道进入至位于内电极顶部的第一环形区域，并通过尼龙筛网过滤后变成均匀的层流进入第二环形区域；所述气溶胶入口通道一端连通气溶胶入口通道，另一端连通流道，气溶胶从气溶胶入口通道进入，进而通过气溶胶通道进入流道，从流道上开有的狭缝进入第二环形区域，所述流道位于外壁和外电极之间；

在所述的第二环形区域由内电极和外电极之间形成电场，其中内电极接高压电源，外电极接地；鞘气与气溶胶在第二环形区域内相遇，并在第二环形区域内受到向下的流场和向内的电场作用，产生迁移运动，具有一定迁移率的粒子穿过鞘气层进入到内电极下端的采集狭缝，并通过单分散气溶胶出口流出，剩余未进入采集狭缝的鞘气与气溶胶通过气溶胶与鞘气混合出口流出。

进一步说，鞘气入口通道的个数为四个，两个相邻的鞘气入口通道之间的角度为90°。四个鞘气入口通道的中心轴均和鞘气腔的中心轴垂直。

进一步说，所述的鞘气通道共有二十四个，每三个为一组，均匀分布。所述的气溶胶通道在两组相邻的鞘气通道之间。

进一步说，所述的气溶胶通道的入口部分倒圆角，以保证从气溶胶入口通道进入的气溶胶气流平缓的流入气溶胶通道。

进一步说，所述的气溶胶通道的上边沿与气溶胶入口通道中心轴的角度为50°，气溶胶通道的下边沿与气溶胶入口通道中心轴的角度为60°，且气溶胶通道的入口明显大于出口，以保证从气溶胶通道流出的气溶胶气流为层流。

进一步说，所述尼龙筛网的网面厚度为0.1mm，400目，为使得整流效果更好，将尼龙筛网层数增加到2-3层，所述尼龙筛网与鞘气通道的出口保持在5mm至10mm之间。