顆粒物分離及測量裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種顆粒物分離及測量裝置，該顆粒物分離裝置包括：分流室，與外部空氣連通，用于將氣流分離為分別沿著不同路徑流動的第一部分和第二部分；以及儲存室，與所述分流室連通，用于收集所述氣流的第一部分和第二部分，其中，所述儲存室的容積可被壓縮和/或擴充，以產生所述氣流，在至少預定時間內所述氣流的所述第一部分的氣體流量小于所述第二部分的氣體流量，所述氣流的所述第一部分和所述第二部分分別包含不同平均粒徑的顆粒物。該顆粒物分離及測量裝置可以減小體積和/或減輕重量，并且提高細顆粒物的分辨率和測量精度。

Device for separating and measuring particulate matter

The invention discloses a particle separation and measurement device, the particle separation device comprises a diversion chamber, connected with the outside air, for flow separation respectively along the first and second parts of different flow path; and the storage chamber is communicated with the diversion chamber, for the first and second part collection the air in the storage chamber volume can be compressed and / or expansion, to generate the airflow, at least within a predetermined time gas flow of the flow of the first portion is less than that of the second part of the gas flow, the first portion and the second portion of the air includes particles with different average sizes. The particulate separation and measurement device can reduce volume and / or reduce weight, and improve resolution and measurement accuracy of fine particles.

【技術實現步驟摘要】
顆粒物分離及測量裝置
本專利技術涉及環境氣體監測領域，具體地涉及顆粒物分離及測量裝置。
技術介紹
隨著很多空氣污染的進一步加劇，越來越多的城市居民開始關心與他們的健康息息相關的空氣質量。室內外環境氣體的質量好壞直接關系到人們的生活品質。比如，空氣中的顆粒物會使得人們感覺不適并直接或間接地危害人們的健康。對于可吸入顆粒物，粒徑大小不一樣，可進入人體呼吸系統的深度也不同。較大的顆粒物多數被阻留在上呼吸道，而更小的顆粒物則能夠進入支氣管甚至肺泡。因此，顆粒物可以按直徑大小分類。粒徑小于100微米的稱為TSP(TotalSuspendedParticle)，即總懸浮物顆粒。粒徑小于10微米的稱為PM10(PM為ParticulateMatter縮寫)，即可吸入顆粒物。粒徑小于2.5微米的稱為PM2.5，即可入肺顆粒物。PM2.5也可稱為“細顆粒物”，其化學成分主要包括有機碳(OC)、元素碳(EC)、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、鈉鹽(Na+)等。雖然PM2.5只是環境大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。PM2.5粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質(例如，重金屬、微生物等)，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。可以將顆粒物測量裝置用于環境大氣監測領域，提供環境大氣中的顆粒物的濃度信息。為了進一步獲得環境大氣中可吸入顆粒物的濃度信息，顆粒物測量裝置包括空氣采樣裝置和顆粒物檢測裝置。空氣采樣裝置通常包括氣泵、電風扇等，用于產生氣流，使得足夠的待測氣體進入顆粒物測量裝置。空氣采樣裝置還可以從氣體中將指定粒徑的顆粒物分離出來單獨進行檢測，提供特定粒徑的顆粒的濃度信息。由于使用氣泵等設備，現有的顆粒物測量裝置不僅昂貴，而且體積和重量較大，因此給個人和家庭應用造成不便甚至困難。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種可以減小體積、重量且更加經濟的顆粒物分離裝置及測量裝置。根據本專利技術的一方面，提供一種顆粒物分離裝置，其特征在于，包括：分流室，與外部空氣連通，用于將氣流分離為分別沿著不同路徑流動的第一部分和第二部分；以及儲存室，與所述分流室連通，用于收集所述氣流的第一部分和第二部分，其中，所述儲存室的容積可被壓縮和/或擴充，以產生所述氣流，在至少預定時間內所述氣流的所述第一部分的氣體流量小于所述第二部分的氣體流量，所述氣流的所述第一部分和所述第二部分分別包含不同平均粒徑的顆粒物。優選地，還包括第一氣流通道至第四氣流通道，其中，所述分流室經由所述第一氣流通道與外部空氣連通，經由所述第二氣流通道與所述儲存室連通，以及經由所述第三氣流通道和所述第四氣流通道與所述儲存室連通，所述氣流的第一部分依次流經所述第一氣流通道、所述分流室、所述第二氣流通道到達所述儲存室，所述氣流的第二部分依次流經所述第一氣流通道、所述分流室、所述第三氣流通道和所述第四氣流通道到達所述儲存室。優選地，還包括：殼體，包括圍繞內部空間的固定部分、拉伸部分和底板，所述內部空間形成所述儲存室；第一部件，與所述殼體固定連接，用于形成所述分流室。優選地，還包括第一單向閥至第三單向閥，其中，所述第一單向閥設置在所述第二氣流通道上，所述第二單向閥設置在所述第四氣流通道上，所述第三單向閥設置在所述底板上，所述第一單向閥和所述第二單向閥僅允許氣體流入所述儲存室，所述第三單向閥僅允許氣體流出所述儲存室。優選地，所述第二氣流通道經由所述第四氣流通道與所述儲存室連通，所述顆粒物分離裝置還包括第一單向閥和第二單向閥，其中，所述第一單向閥設置在所述第四氣流通道上，所述第二單向閥設置在所述底板上，所述第一單向閥僅允許氣體流入所述儲存室，所述第二單向閥僅允許氣體流出所述儲存室。優選地，所述拉伸部分形成所述儲存室的一部分側壁，且為折疊形狀。優選地，所述拉伸部分自身具有彈性。優選地，還包括固定連接在所述殼體的固定部分上的固定板，以及連接在所述固定板和所述殼體的底板之間的至少一根彈簧。優選地，所述固定板和所述至少一根彈簧位于所述儲存室內部，并且所述至少一根彈簧沿著所述殼體的周邊均勻分布。優選地，所述固定板和所述至少一根彈簧位于所述儲存室外部，并且所述至少一根彈簧沿著所述殼體的周邊均勻分布。優選地，所述固定板和所述彈簧位于所述儲存室內部，并且所述至少一根彈簧的數量為單根，套設于所述殼體的周邊。優選地，所述第一氣流通道具有第一等效直徑，所述第二氣流通道具有第二等效直徑，第一氣流通道的出口端和第二氣流通道的入口端之間為預定距離，其中，所述第一等效直徑和所述預定距離小時于所述第二等效直徑。優選地，所述第一等效直徑大致等于所述預定距離。根據本專利技術的另一方面，提供一種顆粒物測量裝置，其特征在于，包括：上述的顆粒物分離裝置；以及測量室，與所述分流室連通，所述氣流的所述第二部分流經所述測量室，用于測量氣流的第二部分中待測顆粒物的濃度。優選地，所述顆粒物分離裝置包括第一氣流通道至第四氣流通道，其中，所述氣流的第一部分依次流經所述第一氣流通道、所述分流室、所述第二氣流通道到達所述儲存室，所述氣流的第二部分依次流經所述第一氣流通道、所述分流室、所述第三氣流通道、所述測量室和所述第四氣流通道到達所述儲存室。優選地，第二部件，用于形成所述分流室。優選地，所測量室內設置有光源和光電探測器，所述光源和所述光電探測器彼此成夾角以檢測分別由第一顆粒物和/或第二顆粒物產生的散射光。優選地，還包括與所述光源相對設置的吸收光腔，用于吸收所述光源的直射光。本專利技術的有益效果為：根據本專利技術的顆粒物分離裝置，通過壓縮和/或擴充單個儲存室的容積代替風扇產生氣流，通過氣流通道的設計至少利用部分氣流可以分離不同粒徑的顆粒物。該顆粒物分離裝置只需要使用單個儲存室就可以實現細顆粒物的分離和收集，并且可以改進氣流控制方式。由于在分離裝置中不需要使用風扇和電機等氣流驅動裝置，因此可以減小分離裝置的體積和重量，降低成本，節省能耗，減少噪聲，便于攜帶，并且容易與手機等便攜設備集成在一起。根據本專利技術的顆粒物測量裝置，通過壓縮和/或擴充單個儲存室的容積代替風扇產生氣流。由于在測量裝置中不需要使用風扇等氣流驅動裝置，因此可以減小測量裝置的體積，降低成本，節省能耗，減少噪聲，便于攜帶，并且容易與手機等便攜設備集成在一起。通過氣流通道的設計可以分離不同粒徑的顆粒物，使得測量室主要收集待測尺寸的細顆粒物，因此可以提高顆粒物測量裝置的分辨率和測量精度。附圖說明圖1示出根據本專利技術實施例的顆粒物測量裝置的整體結構的示意性透視圖。圖2示出圖1中的顆粒物測量裝置的內部結構的示意性透視圖。圖3示出圖1中的顆粒物測量裝置的示意性截面圖。圖4a和4b分別示出圖1中的顆粒物測量裝置在吸氣狀態和排氣狀態的示意性截面圖。附圖標記：101：殼體；101A：殼體的固定部分；101B：殼體的拉伸部分；101C：底板；102：第一部件；103：第二部件；201：分流室；202：測量室；203：儲存室；204：第一氣流通道；205：第二氣流通道；206：第三氣流通道；207：第四氣流通道；208：開口；401：光源；402：光電探測器；403：吸收光腔；601：第一單向閥；602：第二單向閥；603：第三單向閥；701：彈簧；702：本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種顆粒物分離裝置，其特征在于，包括：分流室，與外部空氣連通，用于將氣流分離為分別沿著不同路徑流動的第一部分和第二部分；以及儲存室，與所述分流室連通，用于收集所述氣流的第一部分和第二部分，其中，所述儲存室的容積可被壓縮和/或擴充，以產生所述氣流，在至少預定時間內所述氣流的所述第一部分的氣體流量小于所述第二部分的氣體流量，所述氣流的所述第一部分和所述第二部分分別包含不同平均粒徑的顆粒物。

【技術特征摘要】
1.一種顆粒物分離裝置，其特征在于，包括：分流室，與外部空氣連通，用于將氣流分離為分別沿著不同路徑流動的第一部分和第二部分；以及儲存室，與所述分流室連通，用于收集所述氣流的第一部分和第二部分，其中，所述儲存室的容積可被壓縮和/或擴充，以產生所述氣流，在至少預定時間內所述氣流的所述第一部分的氣體流量小于所述第二部分的氣體流量，所述氣流的所述第一部分和所述第二部分分別包含不同平均粒徑的顆粒物。2.根據權利要求1所述的顆粒物分離裝置，其特征在于，還包括第一氣流通道至第四氣流通道，其中，所述分流室經由所述第一氣流通道與外部空氣連通，經由所述第二氣流通道與所述儲存室連通，以及經由所述第三氣流通道和所述第四氣流通道與所述儲存室連通，所述氣流的第一部分依次流經所述第一氣流通道、所述分流室、所述第二氣流通道到達所述儲存室，所述氣流的第二部分依次流經所述第一氣流通道、所述分流室、所述第三氣流通道和所述第四氣流通道到達所述儲存室。3.根據權利要求2所述的顆粒物分離裝置，其特征在于，還包括：殼體，包括圍繞內部空間的固定部分、拉伸部分和底板，所述內部空間形成所述儲存室；第一部件，與所述殼體固定連接，用于形成所述分流室。4.根據權利要求3所述的顆粒物分離裝置，其特征在于，還包括第一單向閥至第三單向閥，其中，所述第一單向閥設置在所述第二氣流通道上，所述第二單向閥設置在所述第四氣流通道上，所述第三單向閥設置在所述底板上，所述第一單向閥和所述第二單向閥僅允許氣體流入所述儲存室，所述第三單向閥僅允許氣體流出所述儲存室。5.根據權利要求3所述的顆粒物分離裝置，其特征在于，所述第二氣流通道經由所述第四氣流通道與所述儲存室連通，所述顆粒物分離裝置還包括第一單向閥和第二單向閥，其中，所述第一單向閥設置在所述第四氣流通道上，所述第二單向閥設置在所述底板上，所述第一單向閥僅允許氣體流入所述儲存室，所述第二單向閥僅允許氣體流出所述儲存室。6.根據權利要求4所述的顆粒物分離裝置，其特征在于，所述拉伸部分形成所述儲存室的一部分側壁，且為折疊形狀。7.根據權利要求4所述的顆粒物分離裝置，其特征在于，所述拉伸部分自身具有彈性。8.根據權利要求4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱慧瓏，
申請(專利權)人：朱慧瓏，
類型：發明
國別省市：美國,US