一种大流量空气微生物采样器制造技术

本发明专利技术涉及一种大流量空气微生物采样器，其特征在于：它包括上、中、下三级，上级为单孔常规冲击采样级，中级为多孔虚冲击采样级，下级为单孔虚冲击采样级；单孔常规冲击采样级包括一防雨阻虫纱网罩和一外筒；多孔虚冲击采样级包括三级箱体，并在第二级箱体内设置有二级喷管－采集管组和大粒子收集管；第三级箱体的侧壁上设置有三级箱排气口，三级箱排气口通过一排气连接管连接大粒子收集管；单孔虚冲击采样级的侧壁上设置有四级箱排气口，其内设置有三级喷管－采集管组。本发明专利技术可以大量采集气溶胶，去除尘埃、花粉等大于１２μｍ的粒子和小于２μｍ的粒子，分离出２～１２μｍ可能含有微生物的可吸入粒子，浓缩至较小的体积气流中，达到可吸入粒子浓缩分离的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采样器，特别是关于一种虚拟撞击式的大流量空气微生物采样器。
技术介绍
在进行微生物气溶胶研究中，根据不同的研究目的，往往需要将某一粒径范围内的微生物气溶胶粒子分离并收集到特定液体中，用以实时在线分析和离线分析。为了提高目标微生物气溶胶粒子的检测灵敏度以及实验室分离目标微生物的可靠性，需要大量采集空气样本，收集一定量的微生物气溶胶粒子，来避免因样本浓度不足可能造成的漏检。目前，传统采样器主要有撞击式、冲击式、离心式、静电吸附式和过滤式等五种，在实际应用较多的是撞击式采样器和冲击式采样器，都属于惯性冲击器。这两种采样器在气溶胶粒子捕捉、粒子分离和浓缩方面存在着粒子与冲击(收集)平板表面之间的相互作用的四个问题1、固体粒子从平板表面反弹起来；2、粒子冲击在平板表面后破碎；3、平板表面的负载；4、由于气流带来的外力造成平板表面上的粒子再分散，进入气流中。 大流量空气微生物采样器的采样流量一般为大于200升/分左右。在大流量空气微生物采样器技术方面，设计的原理是多种多样的，比较常见的如H.M.Decker报告的静电式大流量采样器，实际上也是多种原理的组合，包括了静电沉降、惯性撞击和液体冲洗等多种原理。尽管这种采样器采用多种技术，但同样是将全部采集气流都冲击在采样面上。另一种比较常见的旋风式采样器则是通过离心力的作用将粒子与气流分开，这个离心力仍属于惯性力，只不过其方向为气流的切线方向。典型的旋风式采样器是采用一个锥形的旋风室，气流由进风口呈切线形进入，在旋风室内产生双涡旋气流，含有气溶胶粒子的气流在外圈旋转向下，清洁的气流在内圈由下向上涡旋流出，惯性大的粒子不能随气流流出，撞击在室壁上，从而达到分离大粒子的目的。但旋风式采样器对大粒子的分离能力比较强，采集较小粒子的能力比较弱，通常与其他采样仪器组合，作为大粒子切割器使用。另外，采集下来的粒子先撞击在涡壳的内表面上，再下落到圆椎管的底部，这种方式对于收集粒子是可行的，但不太利于对单个粒子进行实时检测，因为撞击在内壁的粒子在振动或气流的作用下，有时会成砣地脱落，造成瞬间浓度过高，甚至堵塞下游检测仪器。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种虚拟撞击式的大流量空气微生物采样器。 为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种大流量空气微生物采样器，其特征在于它包括上、中、下三级，上级为单孔常规冲击采样级，中级为多孔虚冲击采样级，下级为单孔虚冲击采样级；所述单孔常规冲击采样级包括一防雨阻虫纱网罩和一外筒，所述防雨阻虫纱网罩包括一防雨鼓形的圆盘盖，所述圆盘盖的底部设置有一段直筒，所述直筒的周向开有多个通气窗，所述直筒内设有一阻虫纱网，所述防雨阻虫纱网罩插设在所述外筒的顶部；所述外筒的上部为竖直段，下部具有漏斗形的气溶胶进气口，所述气溶胶进气口的下方水平设置有一撞击板，所述撞击板通过连接柱与所述外筒连接；所述多孔虚冲击采样级包括一级箱、二级箱和三级箱，所述一级箱为一底部开口的筒形箱体；所述二级箱为一筒形封闭箱体，所述二级箱上设置有二级喷管—采集管组，所述二级喷管—采集管组包括若干个二级喷管和二级采集管，所述二级喷管贯通设置在所述二级箱的顶部，所述二级采集管位于所述二级喷管下方并与其位置对应，所述二级采集管贯通设置在所述二级箱的底部；所述二级箱的底部中央还贯通设置有一大粒子收集管；所述三级箱为一顶部开口的筒形箱体，其侧壁上设置有三级箱排气口，所述三级箱排气口通过一排气连接管连接所述大粒子收集管；所述单孔虚冲击采样级包括四级箱，所述四级箱为一筒形封闭箱体，所述四级箱的侧壁上设置有四级箱排气口；所述四级箱上设置有三级喷管—采集管组，所述三级喷管—采集管组包括一个三级喷管和一个三级采集管，所述三级喷管贯通设置在所述四级箱的顶部，所述三级喷管与所述二级喷管结构和喷口直径相同，所述三级采集管位于所述三级喷管下方并与其位置对应，所述三级采集管贯通设置在所述四级箱的底部；所述一级箱、二级箱和三级箱的外径相同，通过螺钉由上至下依次固定连接；所述外筒底部贯通设置在所述一级箱的顶部中央，所述四级箱顶部贯通设置在所述三级箱的底部中央。 各级喷管的喷口直径计算公式如下 √St50＝ρpdp502CV/9μD 其中，ρp为粒子密度，dp50为切割粒径，C为滑动修正系数，V为喷孔内气流的平均速度，μ为空气粘滞系数，D为喷口直径。 它的主要技术参数设置为采样气流1008L/min，弱气流7L/min，拟采样粒径2μm～12μm；基于该技术参数设计所述单孔常规冲击采样级根据Marple理论，在雷诺数Re为30000时，√St50＝0.44，根据所述各级喷管的喷口直径计算公式可求得所述气溶胶进气口的喷口直径D＝46mm，所述气溶胶进气口与一级撞击板的距离S取1.5D，S＝69mm≈70mm；设计所述多孔虚冲击采样级和单孔虚冲击采样级弱流比为7/84＝8.4％，根据文献实验数据，弱流比为8.4％时，取√St50＝0.80，根据所述各级喷管的喷口直径计算公式可求得所述二级喷管和三级喷管的喷口直径D＝4mm，所述二级喷管与二级采集管以及所述三级喷管与三级采集管的距离S取1.5D，S＝6mm。 本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术采用虚拟撞击的原理，在粒子的飞行路径上没有任何撞击挡板，所有去除的粒子全部被排出气流排走，无粒子滞留，无粒子反弹，无再悬浮随气流逃失现象，不会进入后级气流，分离彻底。2、本专利技术采用三级分离浓缩的虚冲击采样技术，可将拟收集的粒子浓缩至较小的气流中，既可以适用于常规的小流量采样器采集，也避免了气流太大所造成的将黏附采样介质的水分吹干，导致已采集的粒子再悬浮随气流逃失，或者因水分散失导致微生物干燥死亡的问题。3、本专利技术的采样流量大，克服了小流量采样器样本采集量小可能造成的漏检问题，提高了仪器采样的效率。4、本专利技术可根据需要设计不同的分离粒径。 附图说明 图1是本专利技术的整体结构示意图 具体实施例方式 下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。 如图1所示，本专利技术包括上、中、下三级，上级为单孔常规冲击采样级I，中级为多孔虚冲击采样级II，下级为单孔虚冲击采样级III。 单孔常规冲击采样级I包括一防雨阻虫纱网罩1和一外筒2。防雨阻虫纱网罩1包括一防雨鼓形的圆盘盖101，在圆盘盖101底部设置有一段直筒102，直筒102的周向开有多个通气窗，在直筒102内设有一阻虫纱网103。防雨阻虫纱网罩1插设在外筒2顶部，采样气流可以通过直筒12内的阻虫纱网13从各通气窗中，被抽气风机(图中未示出)吸入，阻虫纱网13可以防止昆虫以及草叶、飞絮等物质被吸入到采样器而堵塞气路。外筒2的上部为竖直段，下部具有漏斗形的气溶胶进气口201，气溶胶进气口201的下方水平设置有一级撞击板202，并通过三根连接柱203与外筒2连接。 多孔虚冲击采样级II包括一级箱3、二级箱4和三级箱5。一级箱3为一底部开口的筒形箱体。二级箱4为一筒形封闭箱体，其上设置有二级喷管—采集管组6。二级喷管—采集管组6包括12个(仅依次为例，并不限于此)二级喷管61和二级采集管62，二级喷管61贯通设置在二级箱4的顶部，二级采集管62位于二级喷管61的下方并与其位置对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大流量空气微生物采样器，其特征在于：它包括上、中、下三级，上级为单孔常规冲击采样级，中级为多孔虚冲击采样级，下级为单孔虚冲击采样级；　所述单孔常规冲击采样级包括一防雨阻虫纱网罩和一外筒，所述防雨阻虫纱网罩包括一防雨鼓形的圆盘盖，所述圆盘盖的底部设置有一段直筒，所述直筒的周向开有多个通气窗，所述直筒内设有一阻虫纱网，所述防雨阻虫纱网罩插设在所述外筒的顶部；所述外筒的上部为竖直段，下部具有漏斗形的气溶胶进气口，所述气溶胶进气口的下方水平设置有一撞击板，所述撞击板通过连接柱与所述外筒连接；　所述多孔虚冲击采样级包括一级箱、二级箱和三级箱，所述一级箱为一底部开口的筒形箱体；所述二级箱为一筒形封闭箱体，所述二级箱上设置有二级喷管－采集管组，所述二级喷管－采集管组包括若干个二级喷管和二级采集管，所述二级喷管贯通设置在所述二级箱的顶部，所述二级采集管位于所述二级喷管下方并与其位置对应，所述二级采集管贯通设置在所述二级箱的底部；所述二级箱的底部中央还贯通设置有一大粒子收集管；所述三级箱为一顶部开口的筒形箱体，其侧壁上设置有三级箱排气口，所述三级箱排气口通过一排气连接管连接所述大粒子收集管；　所述单孔虚冲击采样级包括四级箱，所述四级箱为一筒形封闭箱体，所述四级箱的侧壁上设置有四级箱排气口；所述四级箱上设置有三级喷管－采集管组，所述三级喷管－采集管组包括一个三级喷管和一个三级采集管，所述三级喷管贯通设置在所述四级箱的顶部，所述三级喷管与所述二级喷管结构和喷口直径相同，所述三级采集管位于所述三级喷管下方并与其位置对应，所述三级采集管贯通设置在所述四级箱的底部；　所述一级箱、二级箱和三级箱的外径相同，通过螺钉由上至下依次固定连接；所述外筒底部贯通设置在所述一级箱的顶部中央，所述四级箱顶部贯通设置在所述三级箱的底部中央。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李劲松，李娜，何春雷，孙振海，鹿建春，赵建军，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所，青岛众瑞智能仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]