一种卷烟烟气气溶胶原位取样装置的制作方法

1.本实用新型应用于生物质燃烧过程烟气气溶胶的原位取样，具体是一种卷烟烟气气溶胶原位取样装置。


背景技术：

2.生物质燃烧是我国大气污染重要污染源，其释放大量的气溶胶颗粒对区域空气质量有明显的影响，如室内超细颗粒、雾霾天气等都对人群健康有重要影响。因此，研究生物质燃烧过程中气溶胶的形成对于气溶胶污染的防治具有重要意义。目前，对于气溶胶的研究主要是对环境大气中气溶胶进行取样测试。然而，生物质燃烧是反应快速的化学过程，表征生物质燃烧过程中气溶胶的形成过程是研究其形成机理的重要手段。因此，需要具有一种卷烟烟气气溶胶原位取样装置，实现反应生物质燃烧过程中的实时原位气溶胶取样。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种基于文丘里效应的烟气气溶胶原位取样装置，可实现不同温度条件下卷烟烟气气溶胶的原位取样和在线稀释。
4.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
5.一种卷烟烟气气溶胶原位取样装置，包括沿中轴线依次设置的取样毛细管、固定螺钉、密封垫、取样锥口、气溶胶引入基体；气溶胶引入基体的中心腔包括沿气流走向依次分布的压缩气引入腔、喷射口、喷射腔和混合腔，在气溶胶引入基体的侧壁上开设有通入压缩气引入腔的压缩气接口，在位于混合腔位置外周的气溶胶引入基体上设有加热棒和热电偶；取样锥口前端加工有与固定螺钉匹配的螺纹沉孔，后端外周壁呈锥形结构并直接伸入气溶胶引入基体的压缩气引入腔内，取样锥口的螺纹沉孔底部沿中心线依次设置有与取样毛细管匹配的锥形抵接口、中心孔道、与气溶胶引入基体的喷射口配合的锥形端口；取样毛细管前端用于插入气溶胶原位取样位置，后端穿过固定螺钉和密封垫，密封固定于取样锥口的锥形抵接口处。
6.所述取样毛细管为石英毛细管或金属毛细管，其内径为0.05~1.5 mm，外径为0.2~3.0 mm。
7.所述取样锥口与气溶胶引入基体的喷射口同轴设置，锥形端口的外径为2~4 mm，喷射口的外径为4~6 mm，锥形端口的外径小于喷射口直径0.5~2 mm。
8.取样锥口与气溶胶引入基体之间通过螺纹连接在一起，且在配合端面上设有o型圈，以实现两者之间的密封。
9.所述气溶胶原位取样装置也可应用于小麦、玉米、水稻等生物质秸秆燃烧过程中不同位置的烟气气溶胶原位取样。
10.所述气溶胶原位取样装置通过调节引入的压缩气的流量，即可获得不同稀释比例的烟气气溶胶样品。
11.取样锥口后端的锥形结构其锥度10-45度。
12.所述气溶胶引入基体内的喷射腔为喇叭形结构，有助于气溶胶稀释混合后，瞬间增大体积，以减小气溶胶相互间的凝并团聚作用。
13.所述加热棒的设置方向与混合腔方向相平行，其数量为2-3个，均匀布置在混合腔外周的气溶胶引入基体上。
14.所述取样锥口、气溶胶引入基体的材质为金属材料，可为不锈钢和铝材料。
15.本实用新型在使用时，压缩气通过压缩气接口进入压缩气引入腔，在喷射口处产生文丘里效应，使气溶胶通过取样毛细管进入喷射腔和混合腔， 之后进入气溶胶测试仪进行检测。该取样装置可实现烟气气溶胶的原位取样和在线稀释。
附图说明
16.图1. 本实用新型的剖面示意图，
17.图2. 图1中取样锥口与喷射口配合部位局部放大图，
18.图3. 本实用新型的剖面爆炸示意图，
19.图4. 本实用新型中取样锥口的剖面示意图，
20.图5. 本实用新型中气溶胶引入基体的剖面示意图。
21.图中：1. 取样毛细管，2. 固定螺钉，3. 取样锥口，31. 螺纹沉孔，32.锥形抵接口，33. 中心孔道，34. 锥形端口，35. o圈槽，4. 密封垫，5. 气溶胶引入基体，51. 压缩气接口，52. 压缩气引入腔，53. 喷射口，54. 喷射腔，55. 混合腔，56. 热电偶固定孔，57. 加热棒固定孔，6. 加热棒，7. 热电偶，8. o型圈。
具体实施方式
22.本实用新型以下结合附图将装置的组成、连接关系及操作步骤作进一步详细描述：
23.如图1-5所示：一种卷烟烟气气溶胶原位取样装置，包括沿中轴线依次设置的取样毛细管1、固定螺钉2、密封垫4、取样锥口3、气溶胶引入基体5；气溶胶引入基体5的中心腔包括沿气流走向依次分布的压缩气引入腔52、喷射口53、喷射腔54和混合腔55，在气溶胶引入基体5的侧壁上开设有通入压缩气引入腔的压缩气接口51，在位于混合腔位置外周的气溶胶引入基体上设有加热棒6和热电偶7；取样锥口3前端加工有与固定螺钉1匹配的螺纹沉孔31，后端外周壁呈锥形结构并直接伸入气溶胶引入基体的压缩气引入腔52内，取样锥口3的螺纹沉孔31底部沿中心线依次设置有与取样毛细管1匹配的锥形抵接口32、中心孔道33、与气溶胶引入基体的喷射口53配合的锥形端口34；取样毛细管1前端用于插入气溶胶原位取样位置，后端穿过固定螺钉2和密封垫4，密封固定于取样锥口的锥形抵接口32处。
24.更具体的说，本实用新型的原位取样装置，包括取样毛细管1、固定螺钉2、取样锥口3、密封垫4、气溶胶引入基体5、加热棒6、热电偶7等；取样毛细管1、固定螺钉2、取样锥口3、密封垫4、气溶胶引入基体5沿中轴线依次设置；气溶胶引入基体5设置有压缩气接口51、压缩气引入腔52、喷射口53、喷射腔54、混合腔55、热电偶固定孔56和加热棒固定孔57等；压缩气通过压缩气接口51进入压缩气引入腔52，在喷射口53处产生文丘里效应，使气溶胶通过取样毛细管1进入喷射腔54和混合腔55，热电偶固定孔56和加热棒57固定孔分别固定有热电偶7和加热棒6；该取样装置可实现烟气气溶胶的原位取样和在线稀释。
25.所述取样毛细管1可以插入至气溶胶产生位置，对气溶胶进行原位在线取样。取样毛细管1为石英毛细管或金属毛细管，其内径为0.3 mm，外径为0.6 mm。取样毛细管1的一端插入至气溶胶原位取样位置，另一端穿过固定螺钉2和密封垫4，密封固定于取样锥口3的锥形抵接口32。
26.优选地，取样毛细管1应为设置有高温镀层的金属毛细管。
27.优选地，取样毛细管1的插入端应设置有一定的锥口。
28.所述取样锥口3设置有螺纹沉孔31、锥形抵接口32、中心孔道33、锥形端口34和o圈槽35，取样锥口3与气溶胶引入基体5的喷射口53同轴设置，锥口34外径小于喷射口53直径0.5~2 mm。取样锥口3设置有外螺纹，气溶胶引入基体5设置有内螺纹，两者配合并通过o型圈，实现取样锥口3与气溶胶引入基体5的密封固定。
29.气溶胶引入基体5设置有加热棒6和热电偶7，两者连接于温控系统，以使气溶胶引入基体5处于特定温度。
30.通过调节压缩气的流量，可以提取不同稀释比例的烟气气溶胶样品。
31.本实用新型的具体使用方法：利用加热棒6和热电偶7对整个取样装置进行加热和测温，将取样毛细管插入至需要进行烟气气溶胶取样的位置；通过压缩气接口51接入压缩控制，将混合腔55与气溶胶测试仪相连，调节压缩空气的压力可在喷射口53处形成文丘里区，经喷射腔及混合腔混合后，进入气溶胶测试仪检测，从而使取样毛细管1对烟气气溶胶进行原位取样，气溶胶由气溶胶测试仪进行表征。