一种凝结核粒子生长装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种凝结核粒子生长装置，包括饱和舱和制冷舱；制冷舱包括制冷外舱和密封连接在制冷外舱内的制冷内舱，制冷内舱内设置气体通道；饱和舱的内部中空，饱和舱一端与制冷外舱固定连接，另一端可插拔地设置有酒精芯，酒精芯内设置有气体通道；饱和舱与制冷内舱之间压紧有带有中心通孔的半导体制冷块，半导体制冷块的冷端通过第一导热片紧贴制冷内舱，半导体制冷块的热端通过第二导热片紧贴饱和舱；酒精芯中的气体通道通过半导体制冷块与制冷内舱中的气体通道连通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粒子生长装置，特别是涉及一种凝结核粒子生长装置。
技术介绍
当前气溶胶测量技术，在进行粒子数测量时最常用的就是激光粒子计数器。但激光粒子计数器能测量的最小粒径大概在100nm左右，而在很多特殊领域需要计数粒径小于100nm的颗粒，这种情况下，激光粒子计数器已经无法满足使用需求。而凝结核计数器克服了这一难题，其工作原理是：颗粒物经过高温饱和的酒精蒸汽时会跟酒精蒸汽充分混合，然后通过低温的冷凝器，在低温下酒精蒸汽变为过饱和状态，从而凝结出小液滴，小液滴以细小颗粒物为凝结核逐渐生长为可以被激光粒子计数器检测到的大粒径颗粒物。颗粒物进入光敏感区后，会对照射在颗粒物上的激光产生散射，收集这部分散射光并进行光电转换会得到一个脉冲信号，计算脉冲信号的个数即可以得到粒子的个数。但现有的凝结核粒子成长装置，一般采用酒精槽作为酒精挥发装置，在槽底进行加热，该结构容易造成酒精蒸汽与颗粒物混合的不均匀，同时，冷凝装置与检测装置之间连接管路过长，易出现以细小颗粒物为凝结核生长完全形成的大粒径颗粒物撞击管路侧壁破裂的情况，影响颗粒物的生长效率。而且，由于加热、冷凝、酒精槽的分体设计，造成粒子生长装置体积大，功耗大。为解决上述问题，亟需开发一种粒子生长率高、体积小、功耗低的新型凝结核粒子生长装置。
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粒子生长率高、功耗低、体积小的凝结核粒子生长装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种凝结核粒子生长装置，其特征在于：它包括饱和舱和制冷舱；所述制冷舱包括制冷外舱和密封连接在所述制冷外舱内的制冷内舱，所述制冷内舱内设置气体通道；所述饱和舱的内部中空，所述饱和舱一端与所述制冷外舱固定连接，另一端可插拔地设置有酒精芯，所述酒精芯内设置有气体通道；所述饱和舱与所述制冷内舱之间压紧有带有中心通孔的半导体制冷块，所述半导体制冷块的冷端通过第一导热片紧贴所述制冷内舱，所述半导体制冷块的热端通过第二导热片紧贴所述饱和舱；所述酒精芯中的气体通道通过所述半导体制冷块与所述制冷内舱中的气体通道连通。所述酒精芯呈阶梯型筒状结构，包括端部和芯部；所述酒精芯的所述端部与所述饱和舱的自由端固定连接，所述芯部在所述饱和舱内沿所述饱和舱的轴向连接。在所述半导体制冷块的中心通孔中设置有气路连接圈，所述气路连接圈中的气路通道分别与所述酒精芯中的气体通道、制冷内舱中的气体通道连通。所述制冷外舱和所述制冷内舱内均设有腔体，所述制冷内舱设置在所述制冷外舱的腔体内，所述制冷内舱的腔体为气体通道，在所述制冷内舱与所述制冷外舱之间设置有O型圈和密封垫。所述制冷外舱与所述饱和舱连接端设置有凹槽，相应地，在所述饱和舱面向所述制冷外舱的一端设置有凸台结构，所述半导体制冷块设置在所述凹槽和所述凸台结构配合形成的腔体内。所述第一导热片和第二导热片均采用氧化铝陶瓷片，其面积与所述半导体制冷块的端面面积相同。在所述半导体制冷块与所述饱和舱之间设置有O型圈，在所述半导体制冷块与所述制冷内舱之间设置有O型圈。所述酒精芯采用聚乙烯材料，所述酒精芯内的挥发性液体采用异丙醇。所述饱和舱和所述制冷内舱均采用铝合金材质，在所述饱和舱和所述制冷外舱的外部包裹有保温材料。所述制冷内舱连接抽气泵，所述抽气泵的采样流量为0.2-0.4L/min。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术通过在饱和舱可插拔地设置酒精芯，能够实现酒精蒸汽与颗粒物充分混合，提高凝结核粒子的生长效率。2、本专利技术通过饱和舱和制冷舱共用一个半导体制冷块，且半导体制冷块的功耗小，能够提供一种低功耗、体积小、生长率高的粒子生长装置。3、本专利技术采用气路连接圈、O型圈和密封垫进行密封，提高整个装置的密封性。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的整体结构爆炸示意图；图3是本专利技术酒精芯的结构示意图。具体实施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、图2所示，本专利技术包括饱和舱1和制冷舱。制冷舱包括制冷外舱2和密封连接在制冷外舱2内的制冷内舱3，制冷内舱3内设置气体通道。饱和舱1的内部中空，饱和舱1一端与制冷外舱2固定连接，另一端可插拔地设置有酒精芯4。酒精芯4内设置有气体通道(如图3所示)。饱和舱1与制冷内舱3之间压紧有带有中心通孔的半导体制冷块5，半导体制冷块5的冷端通过导热片6紧贴制冷内舱3，半导体制冷块5的热端通过导热片7紧贴饱和舱1。酒精芯4中的气体通道通过半导体制冷块5与制冷内舱3中的气体通道连通。上述实施例中，酒精芯4呈阶梯型筒状结构，包括端部14和芯部15，酒精芯4的端部14与饱和舱1的自由端固定连接，其芯部15在饱和舱1内沿饱和舱的轴向连接。上述实施例中，在半导体制冷块5的中心通孔中设置有气路连接圈8，气路连接圈8中的气路通道分别与酒精芯4中的气体通道、制冷内舱3中的气体通道连通。气路连接圈8的设置能够更好地保证气体通道的密封性。上述实施例中，制冷外舱2和制冷内舱3内均设有腔体，制冷内舱2设置在制冷外舱3的腔体内，制冷内舱3的腔体为气体通道，在制冷内舱3与制冷外舱2之间设置有O型圈9、10和密封垫11。上述实施例中，制冷外舱2与饱和舱1连接端设置有凹槽，相应地，在饱和舱1面向制冷外舱2的一端设置有凸台结构，半导体制冷块5设置在凹槽和凸台结构配合形成的腔体内。上述实施例中，饱和舱1与制冷外舱2之间通过法兰固定连接。上述实施例中，导热片6和导热片7均采用氧化铝陶瓷片，其面积与半导体制冷块5的端面面积相同，具有良好的热量传输特性。上述实施例中，在半导体制冷块5与饱和舱1设置有O型圈12，在半导体制冷块5与制冷内舱2之间设置有O型圈13。上述实施例中，酒精芯4采用聚乙烯材料，酒精芯4内的挥发性液体采用异丙醇。上述实施例中，饱和舱1和制冷内舱3均采用铝合金材质，在饱和舱1和制冷外舱2的外部可以包裹有保温材料。上述实施例中，为了实现气体从饱和舱1流动至制冷内舱3，制冷内舱3连接抽气泵(图中未示出)，抽气泵的采样流量为0.2-0.4L/min，优选为0.35L/min。本专利技术的工作过程如下：经过抽气泵的抽气，包含小颗粒物的气体进入饱和舱1，在饱和舱1内的酒精芯4的内部，酒精受热蒸发与气体中的小颗粒物充分混合，随后进入制冷内舱3，在制冷内舱3内温度下降，酒精蒸汽冷凝为小液滴，以小颗粒物为凝结核附着在上面，使小颗粒物生长为大颗粒物。在上述过程中，半导体制冷块5在接通电源后，其冷端附近产生电子-空穴对，内能减小，温度降低,向外界吸热；热端因电子-空穴对复合，内能增加，温度升高，并向环境放热。通电后，半导体制冷块5将冷端的热量传递到热端，使之产生一定的温差，并将热量传递到饱和舱1和制冷内舱3中，使饱和舱与制冷舱的温差控制在15℃以内，该温度差保证粒子快速成长，且粒子生长率达到75％。为达到预期效果，半导体制冷块5的功率设定为0.75A×5V。本专利技术仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本专利技术技术方案的基础上，凡根据本专利技术原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本专利技术的保护范围之外。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝结核粒子生长装置，其特征在于：它包括饱和舱和制冷舱；所述制冷舱包括制冷外舱和密封连接在所述制冷外舱内的制冷内舱，所述制冷内舱内设置气体通道；所述饱和舱的内部中空，所述饱和舱一端与所述制冷外舱固定连接，另一端可插拔地设置有酒精芯，所述酒精芯内设置有气体通道；所述饱和舱与所述制冷内舱之间压紧有带有中心通孔的半导体制冷块，所述半导体制冷块的冷端通过第一导热片紧贴所述制冷内舱，所述半导体制冷块的热端通过第二导热片紧贴所述饱和舱；所述酒精芯中的气体通道通过所述半导体制冷块与所述制冷内舱中的气体通道连通。

【技术特征摘要】
1.一种凝结核粒子生长装置，其特征在于：它包括饱和舱和制冷舱；所述制冷舱包括制冷外舱和密封连接在所述制冷外舱内的制冷内舱，所述制冷内舱内设置气体通道；所述饱和舱的内部中空，所述饱和舱一端与所述制冷外舱固定连接，另一端可插拔地设置有酒精芯，所述酒精芯内设置有气体通道；所述饱和舱与所述制冷内舱之间压紧有带有中心通孔的半导体制冷块，所述半导体制冷块的冷端通过第一导热片紧贴所述制冷内舱，所述半导体制冷块的热端通过第二导热片紧贴所述饱和舱；所述酒精芯中的气体通道通过所述半导体制冷块与所述制冷内舱中的气体通道连通。2.如权利要求1所述的一种凝结核粒子生长装置，其特征在于：所述酒精芯呈阶梯型筒状结构，包括端部和芯部；所述酒精芯的所述端部与所述饱和舱的自由端固定连接，所述芯部在所述饱和舱内沿所述饱和舱的轴向连接。3.如权利要求1所述的一种凝结核粒子生长装置，其特征在于：在所述半导体制冷块的中心通孔中设置有气路连接圈，所述气路连接圈中的气路通道分别与所述酒精芯中的气体通道、制冷内舱中的气体通道连通。4.如权利要求1所述的一种凝结核粒子生长装置，其特征在于：所述制冷外舱和所述制冷内舱内均设有腔体，所述制冷内舱设置在所述制冷外...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，靳爱军，李劲松，张柯，王洁，胡凌飞，王桐，张友禄，李博，
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：北京;11