本實(shí)用新型涉及一種粒子生長(zhǎng)裝置，特別是涉及一種凝結(jié)核粒子生長(zhǎng)裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前氣溶膠測(cè)量技術(shù)，在進(jìn)行粒子數(shù)測(cè)量時(shí)最常用的就是激光粒子計(jì)數(shù)器。但激光粒子計(jì)數(shù)器能測(cè)量的最小粒徑大概在100nm左右，而在很多特殊領(lǐng)域需要計(jì)數(shù)粒徑小于100nm的顆粒，這種情況下，激光粒子計(jì)數(shù)器已經(jīng)無(wú)法滿足使用需求。而凝結(jié)核計(jì)數(shù)器克服了這一難題，其工作原理是：顆粒物經(jīng)過(guò)高溫飽和的酒精蒸汽時(shí)會(huì)跟酒精蒸汽充分混合，然后通過(guò)低溫的冷凝器，在低溫下酒精蒸汽變?yōu)檫^(guò)飽和狀態(tài)，從而凝結(jié)出小液滴，小液滴以細(xì)小顆粒物為凝結(jié)核逐漸生長(zhǎng)為可以被激光粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)到的大粒徑顆粒物。顆粒物進(jìn)入光敏感區(qū)后，會(huì)對(duì)照射在顆粒物上的激光產(chǎn)生散射，收集這部分散射光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換會(huì)得到一個(gè)脈沖信號(hào)，計(jì)算脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)即可以得到粒子的個(gè)數(shù)。

但現(xiàn)有的凝結(jié)核粒子成長(zhǎng)裝置，一般采用酒精槽作為酒精揮發(fā)裝置，在槽底進(jìn)行加熱，該結(jié)構(gòu)容易造成酒精蒸汽與顆粒物混合的不均勻，同時(shí)，冷凝裝置與檢測(cè)裝置之間連接管路過(guò)長(zhǎng)，易出現(xiàn)以細(xì)小顆粒物為凝結(jié)核生長(zhǎng)完全形成的大粒徑顆粒物撞擊管路側(cè)壁破裂的情況，影響顆粒物的生長(zhǎng)效率。而且，由于加熱、冷凝、酒精槽的分體設(shè)計(jì)，造成粒子生長(zhǎng)裝置體積大，功耗大。為解決上述問(wèn)題，亟需開(kāi)發(fā)一種粒子生長(zhǎng)率高、體積小、功耗低的新型凝結(jié)核粒子生長(zhǎng)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種粒子生長(zhǎng)率高、功耗低、體積小的凝結(jié)核粒子生長(zhǎng)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種凝結(jié)核粒子生長(zhǎng)裝置，其特征在于：它包括飽和艙和制冷艙；所述制冷艙包括制冷外艙和密封連接在所述制冷外艙內(nèi)的制冷內(nèi)艙，所述制冷內(nèi)艙內(nèi)設(shè)置氣體通道；所述飽和艙的內(nèi)部中空，所述飽和艙一端與所述制冷外艙固定連接，另一端可插拔地設(shè)置有酒精芯，所述酒精芯內(nèi)設(shè)置有氣體通道；所述飽和艙與所述制冷內(nèi)艙之間壓緊有帶有中心通孔的半導(dǎo)體制冷塊，所述半導(dǎo)體制冷塊的冷端通過(guò)第一導(dǎo)熱片緊貼所述制冷內(nèi)艙，所述半導(dǎo)體制冷塊的熱端通過(guò)第二導(dǎo)熱片緊貼所述飽和艙；所述酒精芯中的氣體通道通過(guò)所述半導(dǎo)體制冷塊與所述制冷內(nèi)艙中的氣體通道連通。

所述酒精芯呈階梯型筒狀結(jié)構(gòu)，包括端部和芯部；所述酒精芯的所述端部與所述飽和艙的自由端固定連接，所述芯部在所述飽和艙內(nèi)沿所述飽和艙的軸向連接。

在所述半導(dǎo)體制冷塊的中心通孔中設(shè)置有氣路連接圈，所述氣路連接圈中的氣路通道分別與所述酒精芯中的氣體通道、制冷內(nèi)艙中的氣體通道連通。

所述制冷外艙和所述制冷內(nèi)艙內(nèi)均設(shè)有腔體，所述制冷內(nèi)艙設(shè)置在所述制冷外艙的腔體內(nèi)，所述制冷內(nèi)艙的腔體為氣體通道，在所述制冷內(nèi)艙與所述制冷外艙之間設(shè)置有O型圈和密封墊。

所述制冷外艙與所述飽和艙連接端設(shè)置有凹槽，相應(yīng)地，在所述飽和艙面向所述制冷外艙的一端設(shè)置有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體制冷塊設(shè)置在所述凹槽和所述凸臺(tái)結(jié)構(gòu)配合形成的腔體內(nèi)。

所述第一導(dǎo)熱片和第二導(dǎo)熱片均采用氧化鋁陶瓷片，其面積與所述半導(dǎo)體制冷塊的端面面積相同。

在所述半導(dǎo)體制冷塊與所述飽和艙之間設(shè)置有O型圈，在所述半導(dǎo)體制冷塊與所述制冷內(nèi)艙之間設(shè)置有O型圈。

所述酒精芯采用聚乙烯材料，所述酒精芯內(nèi)的揮發(fā)性液體采用異丙醇。

所述飽和艙和所述制冷內(nèi)艙均采用鋁合金材質(zhì)，在所述飽和艙和所述制冷外艙的外部包裹有保溫材料。

所述制冷內(nèi)艙連接抽氣泵，所述抽氣泵的采樣流量為0.2-0.4L/min。

本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型通過(guò)在飽和艙可插拔地設(shè)置酒精芯，能夠?qū)崿F(xiàn)酒精蒸汽與顆粒物充分混合，提高凝結(jié)核粒子的生長(zhǎng)效率。2、本實(shí)用新型通過(guò)飽和艙和制冷艙共用一個(gè)半導(dǎo)體制冷塊，且半導(dǎo)體制冷塊的功耗小，能夠提供一種低功耗、體積小、生長(zhǎng)率高的粒子生長(zhǎng)裝置。3、本實(shí)用新型采用氣路連接圈、O型圈和密封墊進(jìn)行密封，提高整個(gè)裝置的密封性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；

圖3是本實(shí)用新型酒精芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括飽和艙1和制冷艙。制冷艙包括制冷外艙2和密封連接在制冷外艙2內(nèi)的制冷內(nèi)艙3，制冷內(nèi)艙3內(nèi)設(shè)置氣體通道。飽和艙1的內(nèi)部中空，飽和艙1一端與制冷外艙2固定連接，另一端可插拔地設(shè)置有酒精芯4。酒精芯4內(nèi)設(shè)置有氣體通道(如圖3所示)。飽和艙1與制冷內(nèi)艙3之間壓緊有帶有中心通孔的半導(dǎo)體制冷塊5，半導(dǎo)體制冷塊5的冷端通過(guò)導(dǎo)熱片6緊貼制冷內(nèi)艙3，半導(dǎo)體制冷塊5的熱端通過(guò)導(dǎo)熱片7緊貼飽和艙1。酒精芯4中的氣體通道通過(guò)半導(dǎo)體制冷塊5與制冷內(nèi)艙3中的氣體通道連通。

上述實(shí)施例中，酒精芯4呈階梯型筒狀結(jié)構(gòu)，包括端部14和芯部15，酒精芯4的端部14與飽和艙1的自由端固定連接，其芯部15在飽和艙1內(nèi)沿飽和艙的軸向連接。

上述實(shí)施例中，在半導(dǎo)體制冷塊5的中心通孔中設(shè)置有氣路連接圈8，氣路連接圈8中的氣路通道分別與酒精芯4中的氣體通道、制冷內(nèi)艙3中的氣體通道連通。氣路連接圈8的設(shè)置能夠更好地保證氣體通道的密封性。

上述實(shí)施例中，制冷外艙2和制冷內(nèi)艙3內(nèi)均設(shè)有腔體，制冷內(nèi)艙2設(shè)置在制冷外艙3的腔體內(nèi)，制冷內(nèi)艙3的腔體為氣體通道，在制冷內(nèi)艙3與制冷外艙2之間設(shè)置有O型圈9、10和密封墊11。

上述實(shí)施例中，制冷外艙2與飽和艙1連接端設(shè)置有凹槽，相應(yīng)地，在飽和艙1面向制冷外艙2的一端設(shè)置有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體制冷塊5設(shè)置在凹槽和凸臺(tái)結(jié)構(gòu)配合形成的腔體內(nèi)。

上述實(shí)施例中，飽和艙1與制冷外艙2之間通過(guò)法蘭固定連接。

上述實(shí)施例中，導(dǎo)熱片6和導(dǎo)熱片7均采用氧化鋁陶瓷片，其面積與半導(dǎo)體制冷塊5的端面面積相同，具有良好的熱量傳輸特性。

上述實(shí)施例中，在半導(dǎo)體制冷塊5與飽和艙1設(shè)置有O型圈12，在半導(dǎo)體制冷塊5與制冷內(nèi)艙2之間設(shè)置有O型圈13。

上述實(shí)施例中，酒精芯4采用聚乙烯材料，酒精芯4內(nèi)的揮發(fā)性液體采用異丙醇。

上述實(shí)施例中，飽和艙1和制冷內(nèi)艙3均采用鋁合金材質(zhì)，在飽和艙1和制冷外艙2的外部可以包裹有保溫材料。

上述實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)氣體從飽和艙1流動(dòng)至制冷內(nèi)艙3，制冷內(nèi)艙3連接抽氣泵(圖中未示出)，抽氣泵的采樣流量為0.2-0.4L/min，優(yōu)選為0.35L/min。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下：經(jīng)過(guò)抽氣泵的抽氣，包含小顆粒物的氣體進(jìn)入飽和艙1，在飽和艙1內(nèi)的酒精芯4的內(nèi)部，酒精受熱蒸發(fā)與氣體中的小顆粒物充分混合，隨后進(jìn)入制冷內(nèi)艙3，在制冷內(nèi)艙3內(nèi)溫度下降，酒精蒸汽冷凝為小液滴，以小顆粒物為凝結(jié)核附著在上面，使小顆粒物生長(zhǎng)為大顆粒物。在上述過(guò)程中，半導(dǎo)體制冷塊5在接通電源后，其冷端附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，內(nèi)能減小，溫度降低,向外界吸熱；熱端因電子-空穴對(duì)復(fù)合，內(nèi)能增加，溫度升高，并向環(huán)境放熱。通電后，半導(dǎo)體制冷塊5將冷端的熱量傳遞到熱端，使之產(chǎn)生一定的溫差，并將熱量傳遞到飽和艙1和制冷內(nèi)艙3中，使飽和艙與制冷艙的溫差控制在15℃以內(nèi)，該溫度差保證粒子快速成長(zhǎng)，且粒子生長(zhǎng)率達(dá)到75％。為達(dá)到預(yù)期效果，半導(dǎo)體制冷塊5的功率設(shè)定為0.75A×5V。

本實(shí)用新型僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是可以有所變化的。在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)或等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。