【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及亚微米颗粒物气溶胶分离及检测领域，尤其涉及一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置及检测系统。
技术介绍
1、天然放射性气溶胶一般为0.5μm及以下的亚微米颗粒物，人体摄入一定浓度的颗粒物将在体内积累强烈的辐射性，可使人体各个器官发生不同程度的损伤，导致发生功能紊乱、衰竭甚至死亡，还可诱发白血病，引发癌症，可能导致基因突变及影响生育能力。
2、亚微米颗粒物气溶的分离是虚拟冲击器的应用之一，基于惯性式原理实现微粒物的分离与富集，能显著提高气体中待测微粒物的浓度，是实现高精度核辐射颗粒物检测的重要前提；现有的虚拟冲击器的结构及原理例如可见本专利技术创造的申请人/专利技术人所公开的专利cn113171655b(名称：一种采集与检测一体化的气溶胶分离器；公开日期：2021.07.27)。
3、目前，投入实际应用的虚拟冲击器多应用于低浓度气溶胶的快速采样，其切割粒径多为微米量级，针对亚微米量级粒子的虚拟冲击器的研究相对较少；而常见的天然放射性气溶胶粒子一般粒径为小于0.5μm的放射性粒子，可直接经由呼吸道进入人体而产生危害；另外，粒径越小，粒子的分子运动越明显，轨迹方程越复杂。也即是说，在具有特定测量距离的情况下(即受限于环境，虚拟冲击器与测量点之间具有距离，如边境上测试、在室内测试室外、固定点的测试等)，现有的虚拟冲击器在工作流量和切割粒径两者间具有矛盾，在较小工作流量工况下具有测量距离近的缺点，而若采用较大流量的工况，则无法实现亚微米颗粒物的精准分离。
4、如何平衡工作流量和切割粒径两者
技术实现思路
1、解决的技术问题：
2、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置及应用该分离装置的检测系统，以平衡工作流量和切割粒径两者间的矛盾，实现在大流量工况下对亚微米颗粒物的有效分离。
3、技术方案：
4、为实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，包括虚拟冲击器；该装置还包括用于对吸入的气体进行加速的加速器：所述加速器与虚拟冲击器之间设有一引流器；
5、所述引流器包括壳体iii及设于壳体iii的连通流道和泄压流道，所述连通流道及泄压流道的气体流入端均与加速器的气体流出端相连通，所述连通流道的气体流出端与虚拟冲击器的气体流入端相连通，所述泄压流道的体流出端与外界相连通。
6、作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述虚拟冲击器包括壳体i及设于壳体i的上喷嘴和下喷嘴，所述上喷嘴与下喷嘴之间留有通气间隙，使得上喷嘴与下喷嘴之间形成了对粒子进行分离的加速喷嘴结构；所述下喷嘴的底部设有大粒径粒子排出口，所述壳体i的侧壁设有若干小粒径粒子排出口。
7、作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述加速器包括一蜗壳结构的壳体ii及导流管，所述壳体ii内设有旋流管道且壳体ii底部中心设有与旋流管道的末端连通的出口ii，所述导流管的一端连接于出口ii、另一端连接于壳体iii。
8、作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述壳体ii的蜗壳结构壁面遵循渐开线方程，方程如下：
9、x＝(5t1+5)cos(2πt1)
10、y＝(5t2+5)sin(2πt2)
11、式中，t1代表产生渐开线的基圆大小；t2代表渐开线包围中心点的次数，也就是圈数。
12、作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述导流管为渐缩的直管结构，沿所述壳体ii至壳体iii方向所述导流管的内径逐渐缩小。
13、作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述壳体iii为圆管结构，所述壳体iii内同轴固定有一连通管，所述连通管内部为连通流道且与上喷嘴对接。
14、另一方面，本专利技术还提供了一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的检测系统，其应用了上述分离装置，包括气体泵送器、虚拟冲击器及盖革计数器，所述盖革计数器与虚拟冲击器的粒子排出口连接；该系统还包括用于对吸入的气体进行加速的加速器：所述加速器的气体流入端其气体泵送器连接；所述加速器与虚拟冲击器之间设有一引流器；
15、所述引流器包括壳体iii及设于壳体iii的连通流道和泄压流道，所述连通流道及泄压流道的气体流入端均与加速器的气体流出端相连通，所述连通流道的气体流出端与虚拟冲击器的气体流入端相连通，所述泄压流道的体流出端与外界相连通。
16、作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述虚拟冲击器包括壳体i及设于壳体i的上喷嘴和下喷嘴，所述上喷嘴与下喷嘴之间留有通气间隙，使得上喷嘴与下喷嘴之间形成了对粒子进行分离的加速喷嘴结构；所述下喷嘴的底部设有大粒径粒子排出口，所述壳体i的侧壁设有若干小粒径粒子排出口。
17、作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述加速器包括一蜗壳结构的壳体ii及导流管，所述壳体ii内设有旋流管道且壳体ii底部中心设有与旋流管道的末端连通的出口ii，所述导流管的一端连接于出口ii、另一端连接于壳体iii。
18、作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述壳体iii为圆管结构，所述壳体iii内同轴固定有一连通管，所述连通管内部为连通流道且与上喷嘴对接。
19、技术效果：
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：
21、本专利技术提供的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，当虚拟冲击器与测量点之间具有距离时，加速器可对吸入的气体进行加速，从而形成大流量工况，以吸入特定距离的亚微米颗粒物气溶胶，在通过引流器进入虚拟冲击器时，引流器除了引流外还具有泄压的效果，使得流入虚拟冲击器的亚微米颗粒物气溶胶具有适合分离的流速，避免分离失效；因此，本专利技术的分离装置可以平衡工作流量和切割粒径两者间的矛盾，实现在大流量工况下对亚微米颗粒物的有效分离。
22、同时，本专利技术提供的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的检测系统，其应用了上述分离装置，因此也同样具备上述有益技术效果。
23、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，包括虚拟冲击器，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
7.一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的检测系统，包括气体泵送器、虚拟冲击器及盖革计数器，所述盖革计数器与虚拟冲击器的粒子排出口连接；其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的检测系统，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的检测系统，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的检测系统，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，包括虚拟冲击器，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的一种大流量亚微米颗粒物气溶胶的分离装置，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：符龙熙，王壮壮，关昊，侯晓滨，何泽银，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：
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