多通道大气气溶胶自动分级系统、方法及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种多通道大气气溶胶自动分级系统、方法及存储介质，所述方法包括：通过第一控制信号，让大气气溶胶进入过滤单元中过滤，以滤除预设粒径的异物，让过滤后的大气气溶胶与鞘气在第一气体分配器中混合，得到混合气体，将混合气体导入微米级别分级器中进行粒径筛选，得到初始筛选气体；通过第二控制信号，将初始筛选气体导入纳米级别分级器中进行二次粒径筛选，得到最终筛选气体。本发明专利技术实施例基于气体压力，根据空气动力学直径和筛选法，实现气溶胶颗粒的逐级分级，具有精度高、超清洁等特点。洁等特点。洁等特点。

【技术实现步骤摘要】
多通道大气气溶胶自动分级系统、方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及一种多通道大气气溶胶自动分级系统、方法及存储介质，属于颗粒物检测


技术介绍

[0002]大气气溶胶指的是大气与悬浮在其中的固体和液体颗粒物所组成的多相体系，其直径在0.001
‑
100μm之间，从尺寸上看，有6个数量级的差别，跨度非常大，是大气环境中组成复杂、危害较大的污染物之一。气溶胶的粒径是表征其特性的重要参数，粒径分布的测量对于了解气溶胶对人类健康和全球气候的影响至关重要。
[0003]目前，现有的气溶胶分级采样器大部分采用颗粒惯性撞击原理，均需保持较大的恒定流速才能正常工作，例如Andersen采样器恒定流速为28.3L/min，MOUDI
TM
采样器恒定流速为30L/min或10L/min；撞击式分级采样器存在气溶胶粒子破碎、反弹以及再悬浮等问题，并且气流的急剧改变会造成内部压降较高的现象。
[0004]其次，现有技术在粒径测量范围和分辨率有一定的局限性，对于小粒径粒子，尤其是nm量级颗粒，无法对大气中的气溶胶粒子进行精确筛分。因此，微纳米颗粒的粒径实时分级检测受到限制，例如Andersen采样器分级范围为0.43
‑
10μm，MOUDI
TM
采样器分级范围为0.056
‑
10μm。
[0005]此外，部分现有的分级采样装置将空气处理结构安装在设备内部，在清洗时需要整体拆卸，导致清洗成本大，降低了维护效果；在气体进样前，未对空气中含有的小虫和大颗粒灰尘进行预处理，极有可能影响设备的正常运行，降低设备的使用效果。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种多通道大气气溶胶自动分级系统、方法及存储介质，其基于气体压力，根据空气动力学直径和筛选法，实现气溶胶颗粒从μm级别到nm级别的逐级分级，具有精度高、超清洁等特点。
[0007]本专利技术的第一个目的在于提供一种多通道大气气溶胶自动分级系统。
[0008]本专利技术的第二个目的在于提供一种多通道大气气溶胶自动分级方法。
[0009]本专利技术的第三个目的在于提供一种存储介质。
[0010]本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0011]一种多通道大气气溶胶自动分级系统，包括：
[0012]机柜，包括依次连接的气溶胶进样模块、过滤单元、第一气体分配器、多条第一气管，多个分级器，多条第二气管，多通道气体聚合单元和电控单元；其中，每个分级器包括依次堆叠连接的多个分级盒，用于实现粒径的逐级分级；多条第一气管与多个首级分级盒一一对应连接，多条第二气管的一端与多个分级盒一一对应连接，多条第二气管的另一端与多通道气体聚合单元连接；
[0013]第一气体分配器，与零气进样模块和/或鞘气进样模块连接；
[0014]分级器的第一开关，用于控制分级器对应的第一气管导通或闭合；
[0015]分级盒的第二开关，用于控制分级盒对应的第二气管导通或闭合；
[0016]电控单元，用于控制所有开关的开或闭，以及控制气体分配器的气体分配。
[0017]优选的，多通道气体聚合单元包括流量计、抽气泵、第一多通道管路和第二多通道管路；
[0018]多个分级器中包括微米级别分级器和纳米级别分级器，微米级别分级器对应的所有第二气管与第一多通道管路连接，纳米级别分级器对应的所有第二气管与第二多通道管路连接；
[0019]第一多通道管路和第二多通道管路的出气口分别与第二气体分配器连接；纳米级别分级器的首级分级盒通过第三气管与第二气体分配器连接，其中第三气管的导通或关闭由第三开关控制；微米级别分级器的首级分级盒通过第四气管与第二气体分配器连接，其中第四气管的导通或关闭由第四开关控制；第五气管与第二气体分配器连接，其中第五气管的导通或关闭由第五开关控制；
[0020]流量计和气泵设置在第二气体分配器所输出的所需气体的聚集口的后端，所有气泵与电控单元连接。
[0021]优选的，还包括安置槽，依次堆叠连接的多个分级盒置于安置槽内并用固定杆连接；
[0022]首级分级盒与前固定件连接，末级分级盒与后固定件连接。
[0023]优选的，过滤单元包括过滤器和粒径切割头；
[0024]气溶胶进样模块、过滤器、粒径切割头、第一气体分配器依次连接。
[0025]优选的，分级盒为狭缝装置。
[0026]优选的，分级盒设置有安全阀。
[0027]优选的，机柜设置有柜腿。
[0028]优选的，电控单元包括电控板和开关电源，电控板与开关电源连接，电控板与上位机连接。
[0029]本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0030]一种多通道大气气溶胶自动分级方法，包括：
[0031]通过第一控制信号，让大气气溶胶进入过滤单元中过滤，以滤除预设粒径的异物，让过滤后的大气气溶胶与鞘气在第一气体分配器中混合，得到混合气体，将混合气体导入微米级别分级器中进行粒径筛选，得到初始筛选气体；
[0032]通过第二控制信号，将初始筛选气体导入纳米级别分级器中进行二次粒径筛选，得到最终筛选气体。
[0033]本专利技术的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0034]一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的多通道大气气溶胶自动分级方法。
[0035]本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0036]1、本专利技术实施例提供的多通道大气气溶胶自动分级系统可实现从微米级别到纳米级别的逐级分级，粒径覆盖范围为1nm
‑
100μm，具体分级范围以及级别个数根据需求而定，以实现多通道分级；
[0037]2、本专利技术实施例通过高真空镀膜技术实现狭缝，即通过控制精细条块两端的镀膜厚度，从而控制狭缝宽度，其中狭缝宽度可低至纳米量级，且镀膜的材料、厚度和宽度均为按需选择，具有高度可选择性高、绝对标准性，可靠性；本专利技术实施例提供的狭缝元件采用独特的几何结构，能够尽可能地减小微纳米颗粒与狭缝壁的接触/碰撞面积，从而有效地避免颗粒在狭缝壁中粘附与沉积；
[0038]3、本专利技术实施例提供的多通道大气气溶胶自动分级系统可实现全通道检测，也可实现分级检测和交换检测，在实际检测中具有高度可选择性。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0040]图1为本专利技术实施例的多通道大气气溶胶自动分级系统的结构图。
[0041]图2为本专利技术实施例的狭缝元件的结构图。
[0042]图3为本专利技术实施例的狭缝装置的结构图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道大气气溶胶自动分级系统，其特征在于，包括：机柜，包括依次连接的气溶胶进样模块、过滤单元、第一气体分配器、多条第一气管，多个分级器，多条第二气管，多通道气体聚合单元和电控单元；其中，每个分级器包括依次堆叠连接的多个分级盒，用于实现粒径的逐级分级；多条第一气管与多个首级分级盒一一对应连接，多条第二气管的一端与多个分级盒一一对应连接，多条第二气管的另一端与多通道气体聚合单元连接；第一气体分配器，与零气进样模块和/或鞘气进样模块连接；分级器的第一开关，用于控制分级器对应的第一气管导通或闭合；分级盒的第二开关，用于控制分级盒对应的第二气管导通或闭合；电控单元，用于控制所有开关的开或闭，以及控制气体分配器的气体分配。2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，多通道气体聚合单元包括流量计、抽气泵、第一多通道管路和第二多通道管路；多个分级器中包括微米级别分级器和纳米级别分级器，微米级别分级器对应的所有第二气管与第一多通道管路连接，纳米级别分级器对应的所有第二气管与第二多通道管路连接；第一多通道管路和第二多通道管路的出气口分别与第二气体分配器连接；纳米级别分级器的首级分级盒通过第三气管与第二气体分配器连接，其中第三气管的导通或关闭由第三开关控制；微米级别分级器的首级分级盒通过第四气管与第二气体分配器连接，其中第四气管的导通或关闭由第四开关控制；第五气管与第二气体分配器连接，其中第五气管的导通或关闭由第五开关控制；流量计和气泵设置在第二气体分配器所输出的所需气体的聚集口的后端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩永，张玉容，董理，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：