合成射流装置、便携式微型颗粒物采样器及捕集方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了合成射流装置、便携式微型颗粒物采样器及捕集方法，其主要是包括架体，还包括上述合成射流装置，合成射流装置安装在架体上，合成射流装置的外侧的架体上设置有颗粒物捕集膜机构，所述颗粒物捕集膜机构包括间隔设置的收卷筒和放卷筒，放卷筒和收卷筒之间为颗粒物捕集区，放卷筒上的捕集膜经颗粒物捕集区对颗粒物捕集后由收卷筒回收，收卷筒与用于驱动收卷筒转动的收卷筒驱动机构相连，所述合成射流装置的射流口朝向颗粒物捕集区的捕集膜。本发明专利技术的采样器整体结构简单、体积小、成本低、维护方便。

Synthetic jet device, portable micro particle sampler and trapping method

The invention discloses a synthetic jet device, portable sampler micro particles and trapping method, which mainly comprises a frame body, also includes the synthetic jet device, synthetic jet device is installed on the frame, the frame body lateral synthetic jet device is arranged on the particle trapping mechanism of membrane, the particle trap the film mechanism includes spaced receiving drum and drum drum and put on the web, between the particle capture region, put the capture membrane by the particle capture zone of particle capture by collecting reel recovery, collection reel and driving drum is connected with a drive mechanism for winding drum rotation the jet, the synthetic jet device mouth toward the particle capture region capture film. The sampler has the advantages of simple structure, small volume, low cost and convenient maintenance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保领域应用的合成射流装置、便携式微型颗粒物采样器及捕集方法。
技术介绍
在进行大气污染物监测和污染物排放监测时，需要对特定区域的颗粒物进行采样。传统的大气颗粒物采样，通常采用机械分级的方法来获取不同粒径的颗粒物。机械式分级方法就是初始气体流速不变，通过机械手段来改变气泵出口的大小，以此获得不同流速的气体。之所以要获得不同流速的气体，是由于不同粒径的颗粒物的捕集需要对应不同流速的气体。高流速下，大颗粒物由于惯性大被捕集膜反弹出去，小颗粒物被捕集膜捕集；低流速下，大颗粒物被捕集膜捕集，而小颗粒物没有足够的速度到达捕集膜。此外，为满足捕集需要，往往需要装备能储存大量气体的腔体。机械分级设备结构复杂、笨重、体积大并且维护困难，运行时需外接交直流电源，而测试人员往往在高处作业，因此携带操作十分不便。所以，通过上述分析可知，研发出便携式的微型颗粒物采样器显得尤为重要。这也是本领域的发展趋势。但目前，还没有很好的设计思路将采样器做的小型化且便于使用。例如中国专利CN2016103562813公开了便携式颗粒物采样器，其虽然可以达到采集不同粒径颗粒物的效果，但其整体体积仍然较大。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种便携式微型颗粒物采样器，其包括架体，还包括合成射流装置，合成射流装置安装在架体上，合成射流装置的外侧的架体上设置有颗粒物捕集膜机构，所述颗粒物捕集膜机构包括间隔设置的收卷筒和放卷筒，放卷筒和收卷筒之间为颗粒物捕集区，放卷筒上的捕集膜经颗粒物捕集区对颗粒物捕集后由收卷筒回收，收卷筒与用于驱动收卷筒转动的收卷筒驱动机构相连，所述合成射流装置的射流口朝向颗粒物捕集区的捕集膜。上述合成射流装置包括壳体，所述壳体上设置有射流口，壳体内设置有震动膜，震动膜与射流口之间设置有位于壳体内的集气腔，壳体上还设置有与集气腔连通的入流口；还包括设置在壳体内的与震动膜的外缘相连的用于驱动震动膜震动的压电陶瓷片，所述压电陶瓷片与用于驱动压电陶瓷片震动的驱动器电连接；通过震动膜的震动，集气腔内的气体由射流口射出，形成合成射流。进一步的是：所述射流口设置在壳体的正面，壳体的背面设置有开孔，所述开孔用于给震动膜的移动提供空间，且开孔的外缘与震动膜之间的缝隙形成所述入流口。上述便携式微型颗粒物采样器整体结构简单、体积小、成本低、维护方便。与现有技术中对颗粒物进行机械式分级相比，本专利技术通过改变震动膜的震动频率即可实现气体流速的变化，是一种颗粒物的电子分级。而且，本专利技术具有空气放大效果，本专利技术拥有全开放的气体入口和出口，运行时，由于空气的粘滞效应，一份空气可带动腔体外的几十份空气进入。在同一震动频率下，气体流量远超过集气腔所能供给的气体流量。上述合成射流装置使用时，通过驱动器可驱动压电陶瓷片震动，压电陶瓷片可带动震动膜震动，震动膜的震动可促使集气腔内气体由射流口射出形成合成射流。上述合成射流的概念与现有技术中关于合成射流的概念类似，合成射流是一种由于激励器交替吹吸周围流体而产生的非连续射流。本专利技术的合成射流装置结构简单、体积小、气体流速的变化可通过改变震动膜的震动频率来实现。因此，本专利技术可在颗粒物采样器上得到广泛应用，有利于将颗粒物采样器做的微型化。本专利技术还提供了颗粒物捕集方法，包括上述便携式微型颗粒物采样器，通过开启驱动器，使得气体由射流口射出至颗粒物捕集区对应的捕集膜上，通过捕集膜对气体中的颗粒物进行捕集，通过收卷筒回收捕集完毕的捕集膜，同时放卷筒放出新的捕集膜，通过驱动器改变压电陶瓷片的震动频率，进而改变震动膜的震动频率，使得射流口射出的气体流速得到改变，通过新的捕集膜对颗粒物进行捕集，其中，捕集粒径大的颗粒物所需的气体流速要小于捕集粒径小的颗粒物所需的气体流速。本专利技术的有益效果是：结构简单、体积小、成本低、维护方便。本专利技术具有空气放大效果，本专利技术拥有全开放的气体入口和出口，运行时，由于空气的粘滞效应，一份空气可带动腔体外的几十份空气进入。在同一震动频率下，气体流量远超过集气腔所能供给的气体流量。附图说明图1为壳体的背面、震动膜以及驱动器的示意图；图2为壳体的正面、震动膜、压电陶瓷片以及射流口的示意图；图3为便携式微型颗粒物采样器的示意图；图4为便携式微型颗粒物采样器使用时的第一状态示意图；图5为便携式微型颗粒物采样器使用时的第二状态示意图；图6为便携式微型颗粒物采样器使用时的第三状态示意图；图中标记为：壳体1，震动膜2，集气腔3，驱动器4，压电陶瓷片5，射流口6，收卷筒7，放卷筒8，捕集膜9，入流口10，使用完毕的捕集膜91，新的捕集膜92。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1和图2所示，本专利技术应用的合成射流装置，包括壳体1，所述壳体1正面设置有射流口6，壳体1内设置有震动膜2，震动膜2与射流口6之间设置有位于壳体1内的集气腔3，壳体1上还设置有与集气腔3连通的入流口10，入流口10的设置方式有多种，如图1所示，可在壳体1的背面设置一个开孔，该开孔给震动膜2提供运动空间，这样可使壳体1本身比较轻薄，上述开孔的外缘与震动膜2之间可设置缝隙，该缝隙可作为入流口10使用，当然也可以直接在壳体1背面设置入流口。还包括设置在壳体1内的与震动膜2的外缘相连的用于驱动震动膜震动的压电陶瓷片5，震动膜2的外缘可贴附在压电陶瓷片5上，所述压电陶瓷片5与用于驱动压电陶瓷片5震动的驱动器4电连接；通过震动膜2的震动，集气腔3内的气体由射流口6射出，形成合成射流。上述压电陶瓷片以及驱动器可应用现有技术中的压电陶瓷片和驱动器，现有技术中已经有成熟的用于驱动压电陶瓷片震动以及改变压电陶瓷片震动频率的驱动器，这里就不再赘述。本专利技术是将压电陶瓷片的技术应用到颗粒物采集器上。具体应用时，可将上述合成射流装置与捕集膜结合使用。例如，通过将捕集膜搁置在射流口的前方，即可捕集射流口处射出的气流携带的颗粒物。捕集完毕后，可更换新的捕集膜，然后改变震动膜的震动频率，进而使得射流口处的气体流速发生变化，这样可捕集其它粒径尺寸的颗粒物。以此类推。更重要的是，本专利技术结合射流技术，设计出符合本领域发展趋势的小型化且便于使用的采样器。以下将介绍本专利技术的便携式微型颗粒物采样器。如图3所示，本专利技术的便携式微型颗粒物采样器，包括架体，还包括上述合成射流装置，合成射流装置安装在架体上，合成射流装置的外侧的架体上设置有颗粒物捕集膜机构，所述颗粒物捕集膜机构包括间隔设置的收卷筒7和放卷筒8，放卷筒8和收卷筒7之间为颗粒物捕集区，放卷筒8上的捕集膜9经颗粒物捕集区对颗粒物捕集后由收卷筒7回收，收卷筒7与用于驱动收卷筒转动的收卷筒驱动机构相连，所述合成射流装置的射流口6朝向颗粒物捕集区的捕集膜9。上述收卷筒和放卷筒安装在架体上后，都可转动，上述收卷筒驱动机构实施方式有多种，例如可以是一个安装在收卷筒一端的手柄，通过手摇手柄可带动收卷筒转动，还可以是电机和传动机构，电机通过传动机构与收卷筒相连，通过电机和传动机构带动收卷筒转动，传动机构可以是同步带等传动机构。上述捕集膜的设置方式有多种，例如，可在放卷筒上缠绕输送带，输送带上间隔设置多块捕集膜，输送带的一端安装在放卷筒上，输送带的另一端安装在收卷筒上。本专利技术的便携式微型颗粒物采样器工作流程如下:如本文档来自技高网...

【技术保护点】
合成射流装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)上设置有射流口(6)，壳体(1)内设置有震动膜(2)，震动膜(2)与射流口(6)之间设置有位于壳体(1)内的集气腔(3)，壳体(1)上还设置有与集气腔(3)连通的入流口(10)；还包括设置在壳体(1)内的与震动膜(2)的外缘相连的用于驱动震动膜震动的压电陶瓷片(5)，所述压电陶瓷片(5)与用于驱动压电陶瓷片(5)震动的驱动器(4)电连接；通过震动膜(2)的震动，集气腔(3)内的气体由射流口(6)射出，形成合成射流。

【技术特征摘要】
1.合成射流装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)上设置有射流口(6)，壳体(1)内设置有震动膜(2)，震动膜(2)与射流口(6)之间设置有位于壳体(1)内的集气腔(3)，壳体(1)上还设置有与集气腔(3)连通的入流口(10)；还包括设置在壳体(1)内的与震动膜(2)的外缘相连的用于驱动震动膜震动的压电陶瓷片(5)，所述压电陶瓷片(5)与用于驱动压电陶瓷片(5)震动的驱动器(4)电连接；通过震动膜(2)的震动，集气腔(3)内的气体由射流口(6)射出，形成合成射流。2.如权利要求1所述的合成射流装置，其特征在于：所述射流口(6)设置在壳体(1)的正面，壳体(1)的背面设置有开孔，所述开孔用于给震动膜(2)的移动提供空间，且开孔的外缘与震动膜(2)之间的缝隙形成所述入流口(10)。3.便携式微型颗粒物采样器，包括架体，其特征在于：还包括权利要求1所述的合成射流装置，合成射流装置安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯锐，
申请(专利权)人：苏州阿洛斯环境发生器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32