被动式大气气溶胶个人采样器制造技术

本发明专利技术涉及一种被动式大气气溶胶个人采样器，包括壳体和设置在壳体内的采样膜；该采样器还包括壳体内的外环和置于外环内的内置座，外环、内置座和壳体同心设置；外环在第一轴向上与壳体相连并可以相对于壳体绕第一轴向自由转动；内置座在第二轴向上与外环相连并可以相对于外环绕第二轴向自由转动；所述第一轴向和第二轴向位于同一平面内且相互正交。上述采样器整体由壳体、外环和内置座三大部分组成，这三部分构成万向节结构。壳体处于任意角度时，内置座都可以保持竖直向上的位置。此种采样器结构简单，便于携带。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于采集大气气溶胶的被动式个人采样器。技术背景大气气溶胶是大气污染的一种重要形式。气溶胶除了本身含有对人体有毒的物质(如PB， AS等毒金属元素)夕卜，还可能在大气传输过程中形成二次 污染物(各种硫酸盐、硝酸盐)并吸附各种影响人体健良的有害物质(如有机 卤素化合物，细菌和病毒等)。大气气溶胶通常具有非常小的尺寸(小于100 微米)，因此它们在大气中不易沉降，可以长时间悬浮在空气中，从而对人体 的健康造成长期的影响。气溶胶对人体健康的影响主要有通过呼吸道吸入和致过敏作用。由于气 溶胶粒径较小，可以深入呼吸道并沉积。国内外研究表明，有毒物质有可能通 过肺部进入血液和其它器官。各种花粉及细菌等微生物是公认的过敏源，对曰 常生活有非常大的影响。研究大气中的气溶胶是对人类健康十分有意义的课题，因此对它采样的准 确性、有效性是十分重要的研究课题之一。目前的采样方式主要可以分为主动 式采样和被动式采样两种。主动式采样使用抽气泵抽吸空气并用过滤膜、过滤 器截留空气中的气溶胶或利用气体动力学性质截取特定粒径气溶胶。被动式采 样器主要利用气溶胶在大气中的沉降过程，采集沉降在采样膜(板)上的气溶 胶。主动式采样器是使用较为广泛的采样器。一般通过抽气泵将大气中的颗粒 物随空气一起吸入采样器，然后用各种采集原理将(特定的)大气颗粒物截留 在采样器中，用于进一步分析。滤膜法和利用空气动力学原理是最常用的两种 方法。滤膜法使用滤膜将空气中的(特定粒径的)颗粒物截留在滤膜上。空气 动力学原理是利用不同粒径颗粒物空气动力学性质的差异，通过惯性撞击原理 将特定粒径的颗粒物截留在冲击板上。这类采样器的优点是可以在相对短的时间内采集足够的样品用于其物理化学性质分析。但由于这类采样器需要缺氧 泵，因此结构较为复杂，不便于携带，不能用于个人采样。被动式采样器一般是对大气中自然沉降的悬浮颗粒物采样。由于不需要动 力装置，结构比主动式采样器简单，价格也相对便宜。它的结构主要由接受颗 粒物沉降的采样板(或采样器膜)和周边附属机构组成(如壳体，支架等)。个人微环境是当前大气环境科学受到广泛关注的热点课题。其中大气颗粒 物的个人曝露剂量和对健康的影响也受到相当的关注。进行此类研究要求采样 器能够便携、准确地采集个体所在环境的大气颗粒物样品。现有的个体微环境 采样器一般都基于主动式采样方法，虽然采样器的结构和重量都得到很大改 善，但仍不方便长时间携带采样。但是，目前国内的被动式采样器一般都用于 定点采样，目前尚未有专门用于个人便携采样的采样器。因此，被动式大气气 溶胶个人采样器成为目前这个领域研究的迫切要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对当前个人微环境研究的需要，提供一种便携的气溶胶 个人采样器。此采样器可以收集大气悬浮颗粒物，可以用光学显微镜研究气溶胶的沉降特性、用微束荧光或质子激发X荧光测量单颗粒气溶胶中的元素分布或用生物化学方法测量单颗粒气溶胶中的过敏源和微生物特性等。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下一种被动式大气气溶胶个人采样器，包括壳体和设置在壳体内的采样膜； 该采样器还包括壳体内的外环和置于外环内的内置座，外环、内置座和壳体同 心设置；外环在第一轴向上与壳体相连并可以相对于壳体绕第一轴向自由转 动；内置座在第二轴向上与外环相连并可以相对于外环绕第二轴向自由转动； 所述第一轴向和第二轴向位于同一平面内且相互正交。上述采样器整体由壳体、外环和内置座三大部分组成，这三部分构成万向 节结构。壳体处于任意角度时，内置座都可以保持竖直向上的位置。此种采样 器结构简单，便于携带。所述内置座包括座主体和座主体中心开设的通孔；该采样器还包括一样品 托，所述样品托由下部柱状件和上部平板件一体构成，所述下部柱状件插入所述通孑L内。所述采样膜由聚四氟乙烯垫圈和固定器紧压在样品托的上部平板件上。 所述通孔内，所述下部柱状件与座主体之间设有弹簧。样品托采用自动弹出结构。取下或更换样品时，打开采样膜固定器和聚四氟乙烯垫圈后，样品托自动弹出。在样品托的下部柱状件末端设有一限幅器，用以限制样品托的弹出高度。 为提高采集效率，采样膜表面均匀涂抹一层矿物油或医用凡士林，用于粘 附住沉气溶降到采样膜表面的气溶胶颗粒。附图说明图1是本专利技术的被动式大气气溶胶个人采样器主体结构剖面图； 图2是本专利技术的被动式大气气溶胶个人采样器中万向节结构图； 图3是本专利技术的被动式大气气溶胶个人采样器中万向节功能示意图。具体实施例方式下面根据图1至图3，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能 更好地理解本专利技术的功能、特点。图1是本专利技术的主体结构剖面图，它阐述了本专利技术的基本原理和各部分名 称及作用。采样器整体由壳体1、外环2和内置座3三大部分组成，壳体1 位于最外面，其内是外环2，外环内是内置座3，外环2、内置座3和壳体1 同心设置，这三部分构成万向节结构。壳体1处于任意角度时，内置座3都 可以保持竖直向上的位置。万向节结构在图2中另外说明。内置座3是采样 器的中心部分，包括座主体31和座主体31中心开设的通孔32。该采样器还 包括一样品托6，所述样品托6由下部柱状件62和上部平板件61 —体构成， 所述下部柱状件62插入所述通孔32内。所述采样膜7由聚四氟乙烯垫圈4和固定器5紧压在样品托6的上部平 板件61上。所述通孔32内，所述下部柱状件61与座主体31之间设有弹簧 8。样品托6采用自动弹出结构。在工作状态时弹簧8被压縮，当取采样膜7 或更换采样膜7时打开采样膜固定器5，由弹簧8将样品托6抬升到高于内 置座3边缘的位置。在样品托6的下部柱状件61末端有一限幅器9，用于限 制样品托6的最大弹出位置，防止样品托6脱落或采样膜7被弹出。为提高采集效率，采样膜7表面均匀涂抹一层矿物油或医用凡士林，用于 粘附住沉气溶降到采样膜表面的气溶胶颗粒。图2为万向节结构图。为保证采样条件的一致性，采样膜在采样过程中必 须始终竖直向上。在本专利技术中采用万向节结构完成这个技术要求。如图所示， 外环2在轴A方向与壳体1相连，可以相对于壳体绕轴A自由转动，内置座 3在轴B方向与外环2相连，并可以相对于外环2绕B轴自由转动。轴A与 轴B在同一平面内，且相互正交。图3为万向节作用的示意图。当壳体l发生倾斜时，在内置座3重力的 影响下，外环2与壳体l及内置座3各自偏离一定的角度，使内置座3始终 保持竖直。本专利技术的采样器质量约45g，最大直径36mm，高40mm 有效采样面积200mm2，结构简单，便于携带。前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或 利用本专利技术。对该较佳实施例，本领域内的技术人员在不脱离本专利技术原理的基 础上，可以作出各种修改或者变换。应当理解，这些修改或者变换都不脱离本 专利技术的保护范围。权利要求1、一种被动式大气气溶胶个人采样器，包括壳体和设置在壳体内的采样膜；其特征在于，该采样器还包括壳体内的外环和置于外环内的内置座，外环、内置座和壳体同心设置；外环在第一轴向上与壳体相连并可以相对于壳体绕第一轴向自由转动；内置座在第二轴向上与外环相连并可以相对于外环绕第二轴向自由转动；所述第一轴向和第二轴向位于同一平面内且相互正交。2、 如权利要求1所述的被动式大气气溶胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被动式大气气溶胶个人采样器，包括壳体和设置在壳体内的采样膜；其特征在于，该采样器还包括壳体内的外环和置于外环内的内置座，外环、内置座和壳体同心设置；外环在第一轴向上与壳体相连并可以相对于壳体绕第一轴向自由转动；内置座在第二轴向上与外环相连并可以相对于外环绕第二轴向自由转动；所述第一轴向和第二轴向位于同一平面内且相互正交。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫，林俊，李燕，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]