一种基于压电测量的晶体清洁装置与晶体清洁方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及大气颗粒物检测领域，公开了一种基于压电测量的晶体清洁装置与晶体清洁方法，晶体清洁装置包括用于引导气流向晶体的表面进行吹扫的流道；第一电极，以及可与晶体导电连接的第二电极；第一电极与第二电极之间可形成方向可变的电场。本发明专利技术可以在不拆除晶体的基础上，对晶体表面的颗粒物进行清除，操作简单，可以极大的节省人工成本，有助于压电晶体测量法的推广和应用。

A Crystal Cleaning Device and Method Based on Piezoelectric Measurement

The invention relates to the field of atmospheric particulate matter detection, and discloses a crystal cleaning device and a crystal cleaning method based on piezoelectric measurement. The crystal cleaning device includes a channel for guiding air flow to the surface of the crystal for sweeping; a first electrode and a second electrode connected with the crystal conductivity; and an electric field with variable direction can be formed between the first electrode and the second electrode. The invention can remove particulate matter on the surface of the crystal without removing the crystal. The operation is simple, the labor cost can be greatly saved, and it is conducive to the popularization and application of the piezoelectric crystal measurement method.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电测量的晶体清洁装置与晶体清洁方法
本专利技术涉及大气颗粒物检测领域，尤其是涉及一种对晶体进行清洁的清洁装置与清洁方法。
技术介绍
压电晶体测量法中，常配合静电沉降方法将颗粒物收集到压电晶体表面，很常用的是点面式电极，在针尖端与平坦沉降基底之间加载上千伏的高压，针尖端作为放电极，沉降基底作为集尘极，假设放电极接电源负极，集尘极接电源正极，两极之间形成非均匀电场，在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，这种现象称为空气电离。空气电离后，由于连锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极间的电流(称之为电晕电流)急剧增加，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为电晕。因此，这个放电极被称为电晕极。电晕范围(也称电晕区)通常局限于电晕线周围几毫米处，电晕区以外的空间称之为电晕外区。电晕区内的空气电离后，正离子很快向负(电晕)极移动，只有负离子才会进入电晕外区，向阳极移动。含颗粒物的空气通过时，由于电晕区的范围很小，只有少量的尘粒在电晕区通过，获得正电荷，沉积在电晕极上。大多数尘粒在电晕外区通过，获得负电荷，最后沉积在阳极板上，这就是阳极板称为集尘极的原因。晶体吸附颗粒物后便可以检测颗粒物的质量，由于压电晶体传感器的线性敏感区间在微克级别，应用在大气颗粒物的测量过程中，重复几次测量实验后便需要取出晶片，手动清洁表面附着颗粒物以避免超过量程造成结果不准确。现有技术中，一般清洁的步骤为先用去离子水清洗，再用氮气烘干，操作复杂，极大地增加了人工成本，限制了压电晶体测量法在实际中的推广和应用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于压电测量的晶体清洁装置，用于解决现有技术中操作复杂、人工成本高的问题。本专利技术还提供了一种晶体清洁方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于压电测量的晶体清洁装置，包括用于引导气流向晶体的表面进行吹扫的流道；第一电极，以及可与晶体导电连接的第二电极；第一电极与第二电极之间可形成方向可变的电场。作为上述方案的进一步改进方式，还包括壳体，壳体的内部设有流道，流道在壳体上分别形成样品入口与出口。作为上述方案的进一步改进方式，还包括用于承载晶体的承载装置，承载装置位于壳体内部，并可相对壳体运动，以使晶体的待清洁表面处于与气流的吹扫方向相倾斜的清洁位置。作为上述方案的进一步改进方式，壳体的侧壁上设置有圆弧形的导向槽，以及设于导向槽的圆心部位的转轴孔，承载装置上设有转轴与第二电极，转轴插接至转轴孔内，第二电极插接在导向槽内，并可沿导向槽滑动。作为上述方案的进一步改进方式，还包括密封滑片，密封滑片与承载装置同步运动，且当承载装置运动至晶体待清洁表面与气流的吹扫方向相平行的沉降位置时，密封滑片完全封闭导向槽。作为上述方案的进一步改进方式，承载装置上设有用于放置晶体的凹槽，凹槽的底部对应晶体上的电极区域设有通孔，第二电极可与晶体抵持接触，以将晶体固定在凹槽内。作为上述方案的进一步改进方式，还包括传感器，承载装置运动至清洁位置时触发传感器，以改变第一电极与第二电极的电场方向。作为上述方案的进一步改进方式，还包括过滤装置，过滤装置用于封闭样品入口，以对样品气流过滤后形成吹扫晶体的清洁气流。作为上述方案的进一步改进方式，壳体包括底壁，与底壁的相对两侧连接的侧壁，以及分别与两侧侧壁连接的圆弧形顶壁，第一电极沿圆弧形顶壁的圆周方向固定于该圆弧形顶壁上，并指向晶体。一种晶体清洁方法，包括以下步骤设置用于引导气流向晶体表面进行吹扫的流道；设置第一电极，以及与晶体导电连接的第二电极，对晶体的待清洁表面进行吹扫；改变第一电极与第二电极之间的电场方向，以使颗粒物与晶体脱离。本专利技术的有益效果是：本专利技术可以在不拆除晶体的基础上，对晶体表面的颗粒物进行清除，操作简单，可以极大的节省人工成本，有助于压电晶体测量法的推广和应用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术晶体清洁装置一个方向上的立体示意图；图2是本专利技术晶体清洁装置另一个方向上的立体示意图；图3是本专利技术承载装置、晶体与第二电极连接的立体示意图；图4是本专利技术承载装置、晶体与第二电极连接的分解示意图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本专利技术中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本专利技术各组成部分的相互位置关系来说的。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本
的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。本专利技术公开了一种晶体清洁装置，其基本构思是通过改变电场的方向，使得吸附在晶体上的颗粒物与晶体分离，并结合气流的吹扫带走颗粒物。为实现上述目的，参照图1、图2，分别示出了本专利技术晶体清洁装置不同方向上的立体示意图。如图所示，晶体清洁装置包括壳体1、承载装置2、第一电极3与第二电极4。壳体1作为晶体清洁装置的主体结构，其一方面用于安装其他构件，另一方面用于形成样品气流/清洁气流流经的通道。具体的，壳体1包括底壁11，与底壁11的相对两侧连接的侧壁12，以及分别与两侧侧壁12连接的圆弧形顶壁13，即壳体的横截面为拱形。底壁11、侧壁12与圆弧形顶壁13共同围绕形成流道，该流道在壳体1的前后两端分别形成样品入口101与出口102。承载装置2用于承载晶体，其置于流道内部。第二电极4与晶体导电连接，第一电极3与第二电极4形成电场，含颗粒物的空气通过时，大部分颗粒物带电并吸附在晶体上，实现颗粒物的沉降。本实施例中的承载装置2还可以相对壳体1运动，具体是相对壳体1转动，以实现晶体在不同姿态之间的切换。具体为：当承载装置2带动晶体转动至晶体待清洁表面与气流的吹扫方向相平行时，晶体处于沉降位置，样品气流中的颗粒物在电场作用下吸附在晶体上，由于晶体待清洁表面与气流的吹扫方向平行，故可以减少沉降时样品气流对颗粒物沉降效率的影响。当承载装置2带动晶体转动至晶体的待清洁表面与气流的吹扫方向相倾斜时，晶体处于清洁位置，清洁气流对晶体表面进行吹扫。本实施例还设置有过滤装置6，过滤装置6优选为过滤膜，其设置在壳体1的样品入口101处，并可相对壳体1转动。当需要进行清洁时，过滤装置6封闭样品入口101，对经过的样品气流进行过滤，从而将样品气流变为不带颗粒物的清洁气流。本实施例结合晶体姿态的切换，以及过滤装置6对样品气流的过滤，利用初始的样品气源便可以实现晶体的清洁，无需设置额外的清洁气源，有助于简化结构。作为承载装置2相对壳体1转动的一种实施方式，壳体1的侧壁上设置有圆弧形的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压电测量的晶体清洁装置，其特征在于，包括用于引导气流向所述晶体的表面进行吹扫的流道；第一电极，以及可与所述晶体导电连接的第二电极；所述第一电极与所述第二电极之间可形成方向可变的电场。

【技术特征摘要】
1.一种基于压电测量的晶体清洁装置，其特征在于，包括用于引导气流向所述晶体的表面进行吹扫的流道；第一电极，以及可与所述晶体导电连接的第二电极；所述第一电极与所述第二电极之间可形成方向可变的电场。2.根据权利要求1所述的晶体清洁装置，其特征在于，还包括壳体，所述壳体的内部设有所述流道，所述流道在所述壳体上分别形成样品入口与出口。3.根据权利要求2所述的晶体清洁装置，其特征在于，还包括用于承载所述晶体的承载装置，所述承载装置位于所述壳体内部，并可相对所述壳体运动，以使所述晶体的待清洁表面处于与所述气流的吹扫方向相倾斜的清洁位置。4.根据权利要求3所述的晶体清洁装置，其特征在于，所述壳体的侧壁上设置有圆弧形的导向槽，以及设于所述导向槽的圆心部位的转轴孔，所述承载装置上设有转轴与所述第二电极，所述转轴插接至所述转轴孔内，所述第二电极插接在所述导向槽内，并可沿所述导向槽滑动。5.根据权利要求4所述的晶体清洁装置，其特征在于，还包括密封滑片，所述密封滑片与所述承载装置同步运动，且当所述承载装置运动至所述晶体待清洁表面与所述气流的吹扫方向相平行的沉降位置时，所述密封滑片完全封...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星辉，吴豪，王晓浩，周倩，倪凯，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44