本发明专利技术公开了一种大气气溶胶细粒子及气态前体物的采集装置，在大气进气口设置了一个锐切气旋分离器，可以将大气中较大粒径的气溶胶粒子从样品中过滤掉，以防止大粒子在采集过程中影响采集结果；该装置环形扩散管内管为可抽插式，减少了传统环形扩散管涂层时外管也被涂层造成的误差，提高了采集效率。该装置实用方便、成本低、采集效率高，可同时收集气态污染物和气溶胶颗粒。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种大气气溶胶细粒子质量浓度和化学成分以及气态前体物的采集装置，特别涉及一种采集气态前体物的扩散管。
技术介绍
近年来，关于大气气溶胶细粒子质量浓度及其化学成分，以及大气中碱性气体NH3和酸性气体H2S04、HNO3> HONO和HCl的采集装置已经有了极大的改进，比如李力争在1992年扩散管技术在大气采样中的应用(分析化学，20 (2) :226-236)中详细描述了圆形扩散管、环形扩散管的制作及其在大气采样中的应用。C Perrino等在2001年发表的Monitoringacidic air pollutants near Rome by means oi diffusion lines: development of aspecific quality control procedure (Atmospheric Environment,35(2):331-341)中认为环形扩散管-层叠膜是非常有效的同时采集气态和颗粒态污染物的方法。环形扩散管-层叠膜法是以质量流量控制器来控制采样流速，在恒定流速下，气团首先流经两个串联的扩散管，除去大气中碱性气体NH3和酸性气体H2S04、HNO3、H0N0和HC1，然后依次流经特氟龙膜、尼龙膜和浸溃纤维膜，分别采集颗粒物、颗粒物分解产生的HNO3和NH3。扩散管和层叠膜采样时沿垂直方向放置，来减少颗粒物重力沉降的影响。该方法有效地解决了大气中气溶胶细粒子及气态前体物的采集问题，但还存在不足之处1、大气进气ロ没有作相关的切割处理，将所有的气溶胶和气体全部通入环形管，而不同粒径的气溶胶粒子在同一流速下的扩散系数不同，因此不能保证环形管所采集完全为气体；2、环形管涂层时在外环形表面也有涂层，这将影响环形管实际采集效率的计算；3、所用环形管在连续采样期间需整根进行更换。此外，该方法目前还没有简便实用的成品采集装置。
技术实现思路
解决的技术问题本专利技术提供的ー种大气气溶胶细粒子和气态前体物的采集装置，在大气进气ロ设置了锐切气旋分离器过滤大粒子，将环形扩散管内管设置为可抽插式，減少了采样误差，简化了采样过程，提高了采集效率。技术方案ー种大气气溶胶细粒子和气态前体物的采集装置，它包括前期过滤装置、气体收集装置、气溶胶收集装置、流量控制装置和动カ装置五个部分；前期过滤装置为ー个锐切气旋分离器；气体收集装置为两个串联的环形扩散管采集碱性气体环形扩散管和采集酸性气体环形扩散管；气溶胶收集装置为ー个气溶胶撞击器；流量控制装置为ー个流量控制器；动力装置为ー个抽气泵；各装置间用连接管顺序连接； 所述环形扩散管由玻璃材质制成，包括外管和内管内管为可抽插式，为两端封闭的玻璃管，头部成锥形状，尾部通过活塞与外管磨砂连接，活塞外侧设有把手；内管分为出气段、采样段和进气段，出气段和进气段作光滑处理，采样段作磨砂处理；外管头部设有锥形进气ロ，出气ロ位于内管出气段相対的外管管壁上。所述气溶胶撞击器包括第一层撞击器、第二层撞击器和第三层撞击器，第一层撞击器和第三层撞击器为流线型锥体结构，三层撞击器之间通过螺纹固定连接，并使用O型胶圈密封，姆层撞击器都设有米集板，米集板上均勻分布喷ロ，气体从第一层撞击器进入，从第三层撞击器流出。有益效果(I)本专利技术装置在大气进气ロ设置了锐切气旋分离器，可以将大气中较大粒径的气溶胶粒子从样品中过滤掉，以防止大粒子在采集过程中影响采集結果。(2)本专利技术装置的环形扩散管内管为可抽插式，使用时只需将内管采样部分进行涂层收集气体，且在连续采样时只需更换内管即可。与传统环形扩散管相比，減少了涂层时外管非采样部分也被涂层造成的误差。传统环形扩散管在连续采样期间需要整根更换环形扩散管，即需将气体采集装置整个取下，不便于长时间大量采样。环形扩散管内管中气体层流和湍流相互转换的过渡区作光滑处理，避免气溶胶颗粒物在湍流环境下的惯性作用吸附在采样区对测量结果造成误差。(3)本专利技术装置结构简单，制造成本低，采集精度高，气体收集和气溶胶收集装置可以拆开使用，还可以加到其它观测仪器中，并且不受观测场地及观测环境的限制。附图说明图1为采集装置的结构示意 图2为环形扩散管结构示意 图3为气溶胶撞击器结构示意图。其中，11-锐切气旋分离器，12-采集碱性气体环形扩散管，13-采集酸性气体环形扩散管，14-气溶胶撞击器，15-连接管，16-流量控制器，17-抽气泵；21_外管，22-内管，211-进气ロ，212-出气ロ，221-活塞，222-把手，223-出气段，224-采样段，225-进气段；31-第一层撞击器，32-第二层撞击器,33-第三层撞击器,34-米集板,35-喷ロ。具体实施例方式实施例1 本专利技术提供的ー种大气气溶胶细粒子和气态前体物的采集装置包括前期过滤装置、气体收集装置、气溶胶收集装置、流量控制装置和动カ装置五个部分；前期过滤装置为ー个锐切气旋分离器11 ;气体收集装置为两个串联的环形扩散管采集碱性气体环形扩散管12和采集酸性气体环形扩散管13 ;气溶胶收集装置为ー个气溶胶撞击器14 ;流量控制装置为一个流量控制器16 ;动力装置为ー个抽气泵17 ;各装置间用连接管15顺序连接。所述环形扩散管由玻璃材质制成，包括外管21和内管22 :内管22为可抽插式，为两端封闭的玻璃管，头部成锥形状，尾部通过活塞221与外管21磨砂连接，活塞221外侧设有把手222 ;内管22分为出气段223、采样段224和进气段225，出气段223和进气段225作光滑处理，采样段224作磨砂处理；外管21头部设有锥形进气ロ 211，出气ロ 212位于内管22出气段223相対的外管管壁上。所述气溶胶撞击器包括第一层撞击器31、第二层撞击器32和第三层撞击器33，第一层撞击器31和第三层撞击器33为流线型锥体结构，三层撞击器之间通过螺纹固定连接，并使用0型胶圈密封，每层撞击器都设有采集板34，采集板上均匀分布喷ロ 35，气体从第一层撞击器31进入，从第三层撞击器33流出。所述锐切气旋分离器11生产厂家为美国BGI Incorporated公司，型号为SCCA-PM2.5，应用于连续颗粒监测仪进气ロ、室内空气质量采样进气ロ、空气中有毒物质的分离采样和实验室气溶胶分离研究等领域，清洗一次可以连续30天24小时采样，可以干采样(无油条件下)，锐切回旋设计使其具有更好的滲透性和切割性能，清洗过程简单，并且PM2.5的采样通过了美国EPA的认证。实施例2 采样时抽气泵17抽气让大气中的气溶胶颗粒经锐切气旋分离器11，对大颗粒进行过滤；然后剩余的颗粒物和气体进入环形扩散管，通过环形扩散管时，气流为层流，由于气体分子在层流中的扩散系数远大于颗粒物的扩散系数，因此气态污染物通过扩散过程被收集，而气溶胶颗粒物则随采样气流一起进入下一装置。不同的化合物对不同气体的吸附效率相差较大，因此可通过在采样段224用不同的化合物进行涂层来收集不同的气态污染物。在采集碱性气体环形扩散管12和采集碱性气体环形扩散管13分别采用柠檬酸和Na2CO3作为吸收气体的涂层物质，通过该涂层吸附大气中的碱性气体NH3和酸性气体H2S04、HNO3>HONO和HCl ;然后剩余气溶胶颗粒物随采样气流进入气溶胶撞击器14中进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大气气溶胶细粒子和气态前体物的采集装置，其特征在于它包括前期过滤装置、气体收集装置、气溶胶收集装置、流量控制装置和动力装置；前期过滤装置为一个锐切气旋分离器（11）；气体收集装置为两个串联的环形扩散管：采集碱性气体环形扩散管（12）和采集酸性气体环形扩散管（13）；气溶胶收集装置为一个气溶胶撞击器（14）；流量控制装置为一个流量控制器（16）；动力装置为一个抽气泵（17）；各装置间用连接管（15）顺序连接。
【技术特征摘要】
1.一种大气气溶胶细粒子和气态前体物的采集装置，其特征在于它包括前期过滤装置、气体收集装置、气溶胶收集装置、流量控制装置和动力装置；前期过滤装置为一个锐切气旋分离器(11);气体收集装置为两个串联的环形扩散管采集碱性气体环形扩散管(12)和采集酸性气体环形扩散管(13);气溶胶收集装置为一个气溶胶撞击器(14);流量控制装置为一个流量控制器(16);动力装置为一个抽气泵(17);各装置间用连接管(15)顺序连接。2.一种大气气溶胶细粒子和气态前体物的采集装置，其特征在于所述环形扩散管由玻璃材质制成，包括外管(21)和内管(22):内管(22)为可抽插式，为两端封闭的玻璃管，头部成锥形状，尾部通过活塞(221)与外管(21)磨砂连接，活塞(221)...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱彬，王红磊，张泽锋，沈利娟，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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