一种微生物气溶胶浓缩器及其应用的浓缩采样器的制作方法

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1.本实用新型涉及浓缩器技术领域，特别涉及微生物气溶胶浓缩器及其应用的浓缩采样器。


背景技术：

2.微生物作为参与物质循环的重要生物，绝大多数的微生物存在于土壤中，少部分的微生物以气溶胶的形式存在于大气层的底层，其中的一部分具有致病性。
3.现有主要气溶胶采样器的流量均在200l/min以内，主要产品的采样原理包括液体冲击法(bio-sampler，agi-30等)流量在10l/min 左右，采样器总体流量的偏低降低了其采集效率，在采集低浓度微生物，尤其是致病微生物方面必然要延长采集时间，延长采集时间一方面增加了人员暴露风险，另一方面长期的撞击或液体冲击法收集微生物会带来细菌活性的降低，不利于后期的分析。为解决这个问题，现有技术(一种微生物气溶胶的浓缩采样器及浓缩采样方法，申请号 201210103840.1)提高了采集效率，但最高采集流量依然为150l/min，这主要是由于采用的喷嘴型浓缩采样法，该方法随着采集流量的提高，为保证收集效率，必然增加喷嘴个数，而喷嘴个数的增加会明显带来压降的增加，会大大提高采样泵的动力要求，使得采样泵的重量和噪音明显增大，故其采样流量无法设计的太高，导致采样不理想。


技术实现要素：
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4.为了解决上述问题，本实用新型提供一种微生物气溶胶浓缩器及其应用的浓缩采样器，本实用新型采用细长型矩形孔(狭缝)替代喷嘴，使得采样流量成倍增长，同时与旋风湿壁采样器或液体冲击式微生物采样器组合形成浓缩采样器，提高采样效率与质量。
5.本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：
6.提供一种微生物气溶胶浓缩器，包括浓缩器壳体、总流量气路、小流量气路、加速装置、接收装置，所述加速装置与所述接收装置构成虚拟撞击结构，所述浓缩器壳体顶部连接所述总流量气路，侧部连接所述主流量气路，底部连接所述小流量气路，所述总流量气路与加速装置相通，所述小流量气路与所述接收装置相通，所述加速装置包括加速板，加速板上设置若干矩形加速孔，加速孔上端有倒角，横截面呈y形；所述接收装置包括接收板，接收板上与加速板相对应位置设置矩形接收孔，接收孔面积略大于加速孔下端面积。
7.优选的，所述矩形加速孔下端长度为91.4mm，宽度为0.508mm，加速板厚度为2.64mm，倒角面与加速孔内壁相交的夹角为135
°
；所述接收孔长度为91.4mm，宽度为0.762mm，接收板厚度为22.1mm；加速板和接收板之间的距离为1.52mm。
8.优选的，所述总流量气路内的气体流量范围为1000～ 1200l/min；所述主流量气路内的气体流量与所述小流量气路内的气体流量的比值范围为8:1～10:1；所述加速装置与所述接收装置构成的虚拟撞击结构的切割粒径范围为da50＝1.0～2.0μm。
9.优选的，所述虚拟撞击结构至少为两级。
10.优选的，所述加速孔在加速板上设置21个。
11.进一步地，上述任一种方案所述主流量气路和小流量气路分别设置主流量传感器和小流量传感器，所述传感器均采用压差传感器和绝压传感器的组合。
12.本实用新型还提供一种微生物气溶胶浓缩采样器，包括上一段所述微生物气溶胶浓缩器、采样装置。
13.进一步地，采样装置主要包括微生物采样器、主流量采样泵、小流量采样泵、干燥瓶，所述主流量气路上依次设置有主流量传感器和主流量采样泵；所述小流量气路的输出端连接微生物采样器，所述微生物采样器通过气路连接干燥瓶，所述干燥瓶通过气路连接小流量采样泵，所述干燥瓶和小流量采样泵之间的气路上依次设置有小流量传感器和小流量调节阀。
14.进一步地，所述微生物采样器为述液体冲击式微生物采样器或旋风湿壁采样器。
15.进一步的，所述主流量传感器和小流量传感器均电连接数字信号处理器，所述数字信号处理器还电连接人机界面和所述主流量采样泵。
16.本实用新型的有益效果是：1、本实用新型采用细长型矩形孔(狭缝)虚拟撞击结构，通过多个加速孔和接收孔代替喷嘴型虚拟撞击结构成气溶胶浓缩器，数倍提高微生物气溶胶的浓度(倍数等于主流量与小流量的比值)，提高低浓度致病微生物气溶胶检出率。2、本实用新型与现有技术相比，能够大幅度提高采集流量，压降明显降低，用更小的采样泵带来更大的采样流量，相同采样时间可以采集更多的采样空气，采集相同体积的空气可以大幅降低采样时间，使人员暴露风险和长时间采样对微生活活性的损伤降到最低，综合性能指标大幅优于现有喷嘴型浓缩采样器。3、本实用新型结构设置简单巧妙，操作方便，采样效率高，同时方便小型化、便携化，可广泛用于微生物气溶胶、颗粒物浓缩的采样过程。
附图说明:
17.图1：微生物气溶胶浓缩采样器的结构示意图
18.图2：微生物气溶胶浓缩器的结构示意图
19.图3：微生物气溶胶浓缩器的加速板局部结构示意图
20.图4：微生物气溶胶浓缩器的加速孔横向截面局部示意图
21.图5：微生物气溶胶浓缩器的加速孔纵向截面局部示意图
22.主要元件符号说明：
23.1浓缩器2采样装置1-1浓缩器壳体1-2总流量气路1-3 小流量气路1-4加速装置1-5接收装置1-6主流量气路1-4-1加速板1-4-2加速孔1-4-3倒角1-5-1接收板1-5-2接收孔1-4-4 加速孔内壁1-4-5倒角面2-1微生物采样器2-2主流量采样泵 2-3小流量采样泵2-4干燥瓶2-5小流量传感器2-6小流量调节阀2-7主流量传感器3数字信号处理器4人机界面
具体实施方式:
24.实施例一为微生物气溶胶浓缩采样器的结构示意图，实施例一由1浓缩器、2采样装置、3数字信号处理器、4人机界面。
25.所述1浓缩器包括1-1浓缩器壳体、1-2总流量气路、1-3小流量气路、1-4加速装置、1-5接收装置，所述1-4加速装置与所述1-5 接收装置构成虚拟撞击结构，所述1-1浓缩器壳
体顶部连接所述1-2 总流量气路，侧部连接所述1-6主流量气路，底部连接所述1-3小流量气路，所述1-2总流量气路与1-4加速装置相通，所述1-3小流量气路与所述1-5接收装置相通，所述1-4加速装置包括1-4-1加速板， 1-4-1加速板上设置若干矩形1-4-2加速孔，1-4-2加速孔上端有1-4-3 倒角，横截面呈y形；所述1-5接收装置包括1-5-1接收板，1-5-1 接收板上与1-4-1加速板相对应位置设置矩形1-5-2接收孔，1-5-2 接收孔面积略大于1-4-2加速孔下端面积。
26.所述2采样装置主要包括2-1微生物采样器、2-2主流量采样泵、 2-3小流量采样泵、2-4干燥瓶，所述1-6主流量气路上依次设置有 2-7主流量传感器和2-2主流量采样泵；所述1-3小流量气路的输出端连接2-1微生物采样器，所述2-1微生物采样器通过气路连接2-4 干燥瓶，所述2-4干燥瓶通过气路连接2-3小流量采样泵，所述2-4 干燥瓶和2-3小流量采样泵之间的气路上依次设置有2-5小流量传感器和2-6小流量调节阀。
27.所述1-6主流量气路和1-3小流量气路分别设置2-7主流量传感器和2-5小流量传感器，所述传感器均采用压差传感器和绝压传感器的组合。
28.所述2-1微生物采样器为述液体冲击式微生物采样器或旋风湿壁采样器。
29.所述2-7主流量传感器和2-5小流量传感器均电连接3数字信号处理器，所述3数字信号处理器还电连接4人机界面和所述2-2主流量采样泵。
30.所述矩形1-4-2加速孔下端长度为91.4mm，宽度为0.508mm，加速板厚度为2.64mm，1-4-5倒角面与1-4-4加速孔内壁相交的夹角为135
°
；所述1-4-4接收孔长度为91.4mm，宽度为0.762mm，1-5-1 接收板厚度为22.1mm；1-4-1加速板和1-5-1接收板之间的缝隙距离为1.52mm。
31.所述1-4-2加速孔在1-4-1加速板上设置21个，所述1-2总流量气路内的气体流量范围为1000～1200l/min；所述1-6主流量气路内的气体流量与所述1-3小流量气路内的气体流量的比值范围为8:1～ 10:1；所述1-4加速装置与所述1-5接收装置构成的虚拟撞击结构的切割粒径范围为da50＝1.0～2.0μm。
32.实施例一中，微生物气溶胶从1-2总流量气路进入后，到虚拟撞击结构1-4加速装置，经过1-4-1加速板的1-4-2加速孔加速后，在 1-4-1加速板和1-5-1接收板之间的缝隙除切割粒径，粒径在 da50＝1.0～2.0μm范围以上的微生物与气流一起通过1-5-2接收孔，变成较小流量，进入1-3小流量气路，大部分空气和小于上述粒径范围的粒子随变成较大气流从1-6主流量气路排出。
33.1-3小流量气路中的微生物进入2-1微生物采样器、2-4干燥瓶和 2-5小流量传感器、2-6小流量调节阀、2-3小流量采样泵进行采样。 1-6主流量气路后也可以设置2-7主流量传感器和2-2主流量采样泵，并配置2-1微生物采样器，进行采样。
34.对上述采样过程可以通过设置2-7主流量传感器、2-5小流量传感器、2-2主流量采样泵、2-3小流量采样泵电连接3数字信号处理器， 3数字信号处理器电连接4人机界面，实现实时监控调节采样过程。
35.实施例二：图2为两级虚拟撞击结构示意图，虚拟撞击结构可设置为两级或多级，每一级可以设计切割不同的粒子粒径，以实现不同粒径的采样要求；附图4、附图5为1-4-2加速孔、1-5-2接收孔局部剖面图。
36.实施例三：图3为1-4-1加速板局部示意图，矩形1-4-2加速孔的排列方式并排规律
设置，但矩形1-4-2加速孔也可以无规律分散设计。
37.另外，本实用新型结构设置简单巧妙，操作方便，方便小型化、便携化，可广泛用于微生物气溶胶、颗粒物浓缩的采样过程。
38.以上所述的实施例只为实用新型的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖本实用新型的保护范围内。