專利名稱：一種pm1聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切割采樣頭，尤其涉及一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭。
背景技術(shù)：
PMl指的是空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑< I μ m的顆粒，在可吸入顆粒物(inhalableparticulates)中，PMl通過(guò)呼吸系統(tǒng)可以吸入人體肺部深處,對(duì)人體健康的危害性更為嚴(yán)重。PMl作為空氣中的可吸入顆粒物的一部分，在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)該單獨(dú)作為一項(xiàng)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。大氣顆粒物的分級(jí)采集技術(shù)中最主要采用的是沖擊切割技術(shù)，即利用慣性沖擊原理對(duì)顆粒物進(jìn)行分級(jí)采樣，同時(shí)采集PMl以及氣態(tài)持久性有機(jī)污染物(簡(jiǎn)稱POPs)，就需要采用多級(jí)多功能采樣器。由于我國(guó)對(duì)氣溶膠顆粒的研究起步比較晚，國(guó)內(nèi)環(huán)保部門使用的氣溶膠顆粒的采樣設(shè)備大都靠國(guó)外的引進(jìn)，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)氣溶膠多級(jí)采集設(shè)備的能力較弱，尚無(wú)較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，其量程范圍(100L/Min或1000L/Min)有限；在國(guó)際上較常用的M0UDIMM1、Andersen 八級(jí)沖擊米樣器 Sioutas Cascade Impactor (SKC),其流量?jī)H為 9L/min-90L/min,而且體積較小,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足顆粒態(tài)POPs分析所要求的樣品量。此外,這些多級(jí)采樣器也都不能同時(shí)采集氣態(tài)POPs。而在大氣POPs研究中較為常用的大流量采樣器，雖然能夠同時(shí)采集顆粒態(tài)和氣態(tài)污染物，但是其采集的顆粒物也基本為總懸浮顆粒物(TSP)，實(shí)現(xiàn)不了顆粒物的分級(jí)采集。也無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，流量穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭。能夠達(dá)到300L/Min的采集流量，滿足采樣過(guò)程中對(duì)流量大小和采樣時(shí)間的實(shí)際需求；能夠同時(shí)采集PMl氣溶膠顆粒和氣態(tài)污染物，實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒物的分級(jí)采集；在滿足流量穩(wěn)定性與準(zhǔn)確度的前提下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，所述PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭為分層組合結(jié)構(gòu)，從上到下主要由切割口蓋、PM2.5沖擊咀層、PM2.5沖擊板層、PMl沖擊咀層、PMl沖擊板層、濾膜收集層、PUF收集層組成；
所述PM2.5沖擊咀層與所述PMl沖擊咀層均包括沖擊咀板和設(shè)于所述沖擊咀板上的至少一組在不同直徑上等距環(huán)形排列分布的沖擊咀；
所述沖擊咀上端為第一圓柱體；所述沖擊咀中部為第二圓柱體，所述第一圓柱體和所述第二圓柱體通過(guò)第一錐形臺(tái)相連；所述沖擊咀下端為第二錐形臺(tái)，所述第二錐形臺(tái)與所述第二圓柱體相連；
所述沖擊咀為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為上端大，下端小的錐形臺(tái)。優(yōu)選地，所述沖擊咀上端為用于插入所述沖擊咀板的第一圓柱體，所述第一圓柱體的外徑為14-24 mm、內(nèi)徑為6_12mm,高度為9-15 mm ；
所述沖擊咀中部為第二圓柱體，所述第二圓柱體的外徑為14-18mm,高度為18_25mm ； 所述第一圓柱體和所述第二圓柱體通過(guò)直徑從上到下線性減少的所述第一錐形臺(tái)相連，所述第一錐形臺(tái)的高度為2-6mm ;所述第二圓柱體的外徑與所述第一錐形臺(tái)的下端外徑相同；
所述沖擊咀下端為直徑從上到下線性減少的所述第二錐形臺(tái)，所述第二錐形臺(tái)的下端外徑為4-10mm，下端內(nèi)徑為3_8mm，所述第二錐形臺(tái)的上端外徑與所述第二圓柱體的外徑相同；
所述沖擊咀為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為上端內(nèi)徑為6-12mm,下端內(nèi)徑為3_8mm的錐形臺(tái)。優(yōu)選地，所述沖擊咀板中所述沖擊咀的數(shù)目為10-30個(gè)。優(yōu)選地，所述切割口蓋為圓弧狀頂蓋。
優(yōu)選地，所述PM2.5沖擊板層包括PM2.5沖擊板和PM2.5支架，所述PM2.5沖擊板為上端開(kāi)口的PM2.5圓槽，所述PM2.5圓槽的高度為45_70mm，外徑尺寸為300-400mm，內(nèi)徑尺寸為 150_250mm ；
所述PM2.5支架包括PM2.5水平墊板和至少3個(gè)用于固定所述PM2.5水平墊板的卡口。優(yōu)選地，所述PMl沖擊板層包括PMl沖擊板和PMl支架，所述PMl沖擊板為上端開(kāi)口的PMl圓槽，所述PMl圓槽的高度為25-35mm，外徑尺寸為250_350mm，內(nèi)徑尺寸為150-250mm ；
所述PMl支架包括PMl水平墊板和至少3個(gè)用于固定所述PMl水平墊板的卡口。優(yōu)選地，所述PMl沖擊咀層到所述PMl沖擊板層的距離在l_4mm之間。優(yōu)選地，所述濾膜收集層中心為矩形濾網(wǎng)，所述矩形濾網(wǎng)四周密封。優(yōu)選地，所述PUF收集層包括圓柱形管，以及與所述圓柱形管配合，活動(dòng)安裝于所述圓柱形管上的玻璃杯。優(yōu)選地，所述PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭每層之間通過(guò)四組箱扣聯(lián)接。實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果:本發(fā)明PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭能夠同時(shí)采集PMl氣溶膠顆粒和氣態(tài)污染物(例如空氣中農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳香烴)，實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒物的分級(jí)采集和在滿足流量穩(wěn)定性與準(zhǔn)確度的前提下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，具體如下:
首先，沖擊咀的整體錐形設(shè)計(jì)和錐度能保證氣流的沖擊力，沖擊咀的排列和數(shù)目獨(dú)特，再加上PMl沖擊咀到PMl沖擊板層的沖擊距離在l_4mm之間，沖擊距離優(yōu)選為在之間，保證大氣的切割粒徑符合設(shè)計(jì)要求。因此，本發(fā)明通過(guò)沖擊咀內(nèi)部的錐形設(shè)計(jì)和沖擊距離的精確測(cè)算，使切割粒徑更加精確，空氣中的目標(biāo)顆粒物在慣性沖擊力切割下達(dá)到精確分層的目標(biāo)，能有效提聞收集效率；
其次，切割口蓋的圓弧狀設(shè)計(jì)，滿足流體動(dòng)力學(xué)原理，使氣體回旋進(jìn)入切割頭，讓采集的氣流更穩(wěn)定、均勻，且能防水；切割口蓋為從上到下半徑均勻增大，有利于采樣過(guò)程中非目標(biāo)大顆粒物及雨水進(jìn)入采樣系統(tǒng)裝置，同時(shí)也利于儀器搬運(yùn)的安全性和美觀性；
再次，本發(fā)明的設(shè)計(jì)流量能夠達(dá)到300L/Min，突破了以往多級(jí)空氣采樣器均為中小流量的特點(diǎn)，300L/min中的流量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以滿足持久性有機(jī)污染物(簡(jiǎn)稱POPs)的采樣需求，同時(shí)滿足采樣過(guò)程中對(duì)流量大小和采樣時(shí)間的實(shí)際需求。


圖1是本發(fā)明一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭的沖擊咀結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭的PM2.5沖擊咀層結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭的PMl沖擊咀層結(jié)構(gòu)示意 圖5是本發(fā)明一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割米樣頭的PM2.5沖擊板層結(jié)構(gòu)不意 圖6是本發(fā)明一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭的PMl沖擊板層結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖1-圖4所示，一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，所述PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭為分層組合結(jié)構(gòu)，從上到下主要由切割口蓋1、PM2.5沖擊咀層2、PM2.5沖擊板層3、PM1沖擊咀層4、PMl沖擊板層5、濾膜收集層6、PUF收集層組成7，
所述PM2.5沖擊咀層2與所述PMl沖擊咀層4均包括沖擊咀板和設(shè)于所述沖擊咀板上的至少一組在不同直徑上等距環(huán)形排列分布的沖擊咀23 ；
所述沖擊咀23上端為第一圓柱體231 ;所述沖擊咀23中部為第二圓柱體233，所述第一圓柱體231和所述第二圓柱體233通過(guò)第一錐形臺(tái)232相連；所述沖擊咀23下端為第二錐形臺(tái)234，所述第二錐形臺(tái)234與所述第二圓柱體相連233 ；
所述沖擊咀23為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為上端大，下端小的錐形臺(tái)235。優(yōu)選地，所述沖擊咀23上端為用于插入所述沖擊咀板的第一圓柱體231，所述第一圓柱體231的外徑為14-24 mm、內(nèi)徑為高度為9-15 mm ；
所述沖擊咀中部為第二圓柱體233，所述第二圓柱體233的外徑為14-18mm，高度為18-25mm ；
所述第一圓柱體231和所述第二圓柱體233通過(guò)直徑從上到下線性減少的所述第一錐形臺(tái)232相連，所述第一錐形臺(tái)232的高度為2-6mm ;所述第二圓柱體233的外徑與所述第一錐形臺(tái)232的下端外徑相同；
所述沖擊咀23下端為直徑從上到下線性減少的所述第二錐形臺(tái)232，所述第二錐形臺(tái)232的下端外徑為4-10mm，下端內(nèi)徑為3_8mm，所述第二錐形臺(tái)232的上端外徑與所述第二圓柱體233的外徑相同；
所述沖擊咀23為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為上端內(nèi)徑為6-12mm，下端內(nèi)徑為3_8mm的錐形臺(tái)
235。PM2.5沖擊咀板21直徑為390_410mm之間，在直徑300mm左右和直徑250mm左右有兩道均勻的圓槽22，兩者對(duì)應(yīng)的槽半徑分別為15mm和20mm左右，直徑40_50mm部位開(kāi)有成等邊三角的三個(gè)直徑為5-7mm的連接口 24，用于固定切割口蓋和沖擊板。需要說(shuō)明的是，所述圓槽即為圓弧凹槽。PMl沖擊咀板41直徑為390-410mm之間，在直徑310mm左右和直徑220mm左右有兩道均勻的圓槽42，兩者對(duì)應(yīng)的槽半徑分別為15mm和20mm左右，直徑40_50mm部位開(kāi)有成等邊三角的三個(gè)直徑為5-7mm的連接口 44，用于固定切割口蓋和沖擊板。沖擊咀23垂直于所述PMl沖擊咀板表面成三圈排列，直徑分別為300mm ,200mm和IOOmm左右，每圈沖擊咀23成等距排列。
所述沖擊咀板中所述沖擊咀23的數(shù)目為10-30個(gè)。優(yōu)選地，所述沖擊咀板中所述沖擊咀23的數(shù)目為18-20個(gè)。所述切割口蓋I為圓弧狀頂蓋。這種形狀的頂蓋有利于避免采樣過(guò)程中非目標(biāo)大顆粒物及雨水進(jìn)入采樣系統(tǒng)裝置，同時(shí)也利于儀器搬運(yùn)的安全性和美觀性；切割口蓋下端外徑尺寸和下端沖擊板層外徑尺寸基本一致。所述PM2.5沖擊板層3包括PM2.5沖擊板31和PM2.5支架32，所述PM2.5沖擊板31為上端開(kāi)口的PM2.5圓槽，所述PM2.5支架包括PM2.5水平墊板321和至少3個(gè)用于固定所述PM2.5水平墊板的第一卡口 322，所述PM2.5圓槽的高度為45_70mm，外徑尺寸為300mm-400mm,內(nèi)徑尺寸為 150mm-250mm。優(yōu)選地，所述PM2.5圓槽的高度為58-60mm，外徑尺寸為350mm，內(nèi)徑尺寸為220mm，
壁厚3麗。所述PMl沖擊板層5包括PMl沖擊板51和PMl支架52，所述PMl沖擊板51為上端開(kāi)口的PMl圓槽，所述PMl支架52包括PMl水平墊板521和至少3個(gè)用于固定所述PMl水平墊板的第二卡口 522，所述PMl圓槽的高度為25-35mm，外徑尺寸為250_350mm，內(nèi)徑尺寸為 150_250mm。優(yōu)選地，所述PMl圓槽的高度為28-30mm，外徑尺寸為300mm，內(nèi)徑尺寸為200mm，壁厚 3mm η所述PMl沖擊咀層2到所述PMl沖擊板層3的距離在l_4mm之間。優(yōu)選地，所述PMl沖擊咀層2到所述PMl沖擊板層3的距離在2_3mm之間。所述濾膜層6外徑290-310 mm之間，高度在450mm左右，中心為矩形濾網(wǎng)61，四周密封，濾網(wǎng)61長(zhǎng)度80-100mm，寬度在150_180mm之間。所述PUF收集，7包括圓柱形管71，以及與所述圓柱形管71配合，活動(dòng)安裝于所述圓柱形管71上的玻璃杯。所述圓柱形71內(nèi)置管直徑在80-100mm之間，高度在120_130mm之間，裝上配套玻璃杯后能完全密封。所述PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭每層之間通過(guò)四組箱扣8聯(lián)接。以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭為分層組合結(jié)構(gòu)，從上到下主要由切割口蓋、PM2.5沖擊咀層、PM2.5沖擊板層、PMl沖擊咀層、PMl沖擊板層、濾膜收集層、PUF收集層組成； 所述PM2.5沖擊咀層與所述PMl沖擊咀層均包括沖擊咀板和設(shè)于所述沖擊咀板上的至少一組在不同直徑上等距環(huán)形排列分布的沖擊咀； 所述沖擊咀上端為第一圓柱體；所述沖擊咀中部為第二圓柱體，所述第一圓柱體和所述第二圓柱體通過(guò)第一錐形臺(tái)相連；所述沖擊咀下端為第二錐形臺(tái)，所述第二錐形臺(tái)與所述第二圓柱體相連； 所述沖擊咀為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為上端大，下端小的錐形臺(tái)。
2.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述沖擊咀上端為用于插入所述沖擊咀板的第一圓柱體，所述第一圓柱體的外徑為14-24 mm、內(nèi)徑為6-12mm,高度為 9-15 mm ； 所述沖擊咀中部為第二圓柱體，所述第二圓柱體的外徑為14-18mm,高度為18_25mm ； 所述第一圓柱體和所述第二圓柱體通過(guò)直徑從上到下線性減少的所述第一錐形臺(tái)相連，所述第一錐形臺(tái)的高度為2-6mm ;所述第二圓柱體的外徑與所述第一錐形臺(tái)的下端外徑相同； 所述沖擊咀下端為直徑從上到下線性減少的所述第二錐形臺(tái)，所述第二錐形臺(tái)的下端外徑為4-10mm，下端內(nèi)徑為3_8mm，所述第二錐形臺(tái)的上端外徑與所述第二圓柱體的外徑相同； 所述沖擊咀為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為上端內(nèi)徑為6-12mm,下端內(nèi)徑為3_8mm的錐形臺(tái)。
3.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述沖擊咀板中所述沖擊咀的數(shù)目為10-30個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述切割口蓋為圓弧狀頂蓋。
5.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述PM2.5沖擊板層包括PM2.5沖擊板和PM2.5支架，所述PM2.5沖擊板為上端開(kāi)口的PM2.5圓槽，所述PM2.5圓槽的高度為45-70mm，外徑尺寸為300_400mm，內(nèi)徑尺寸為150_250mm ； 所述PM2.5支架包括PM2.5水平墊板和至少3個(gè)用于固定所述PM2.5水平墊板的卡口。
6.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述PMl沖擊板層包括PMl沖擊板和PMl支架，所述PMl沖擊板為上端開(kāi)口的PMl圓槽，所述PMl圓槽的高度為25-35mm，外徑尺寸為250_350mm，內(nèi)徑尺寸為150_250mm ； 所述PMl支架包括PMl水平墊板和至少3個(gè)用于固定所述PMl水平墊板的卡口。
7.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述PMl沖擊咀層到所述PMl沖擊板層的距離在l_4mm之間。
8.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述濾膜收集層中心為矩形濾網(wǎng)，所述矩形濾網(wǎng)四周密封。
9.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述PUF收集層包括圓柱形管，以及與所述圓柱形管配合，活動(dòng)安裝于所述圓柱形管上的玻璃杯。
10.如權(quán)利要求1所述的PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，其特征在于，所述PMl聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭每 層之間通過(guò)四組箱扣聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種PM1聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭，所述PM1聯(lián)體多級(jí)切割采樣頭為分層組合結(jié)構(gòu)，從上到下主要由切割口蓋、PM2.5沖擊咀層、PM2.5沖擊板層、PM1沖擊咀層、PM1沖擊板層、濾膜收集層、PUF收集層組成，本發(fā)明的設(shè)計(jì)流量能夠達(dá)到300L/Min，滿足采樣過(guò)程中對(duì)流量大小和采樣時(shí)間的實(shí)際需求，能夠同時(shí)采集PM1氣溶膠顆粒和氣態(tài)污染物，實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒物的分級(jí)采集和在滿足流量穩(wěn)定性與準(zhǔn)確度的前提下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。切割口蓋的圓弧形設(shè)計(jì)，使氣體回旋進(jìn)入切割頭，讓采集的氣流更穩(wěn)定、均勻。
文檔編號(hào)G01N1/22GK103175712SQ201110435978
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者張干, 李軍, 鄒世春 申請(qǐng)人:佛山市環(huán)保技術(shù)與裝備研發(fā)專業(yè)中心