气溶胶发生器的技术现状及发展
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• 气溶胶的分散度用相对标准偏差(离差系数) 表
示,它是粒子大小的标准偏差和粒子平均半径r之 比。
气溶胶相关参数
• 气溶胶又可分为单分散气溶胶和多分散气溶胶，对单分散 气溶胶的判定标准可用 <0.2来表示。 • 单分散气溶胶在国外已作为一种基本方法广泛应用于各类
尘粒测定和采样仪器的标定;精密工艺过程粒子控制装置的 性能试验。 • GB/T 6165--2008《高效空气过滤器性能试验方法效率和阻 力》“计数法”中的试验方法规定:当采用单分散气溶胶计数 法进行试验时,如过滤器所采用滤料已经过单分散气溶胶计 数法试验,并获得最易透过粒径(MPPS),则过滤器试验中所 选择的单分散气溶胶计数中值直径应在MPPS±10%以内。
VOAG的典型应用包括：
• 产生已知粒径的微米级粒子，原材料可以是任何能够 与挥发性溶剂形成溶液的物质；
• 与气溶胶研究和健康效应研究相关的气溶胶的传输、沉 降、收集、荷电和扩散研究；
• 光学粒子计数器、粒子筛分、分级碰撞器、旋风除尘 器和碰撞器的校核；
• 箱式过滤器、旋风除尘器、湿式除尘器和静电除尘设备 的开发和测试等。
• 高效空气过滤器效率测试用气溶胶发生器性能的 基本要求
• 1)为减少高效空气过滤器效率测试误差，保证效 率检测的准确性和可重复性，要求气溶胶发生装 置在试验期间发生浓度稳定的测试气溶胶；
• 2)由于高效空气过滤器透过率越来越低，对超微 粒子的过滤效率越来越高，为保证下游采样数据 的有效性，要求下游粒子浓度不能太低，这要求 气溶胶发生器发出的粒子浓度足够高；
几种常见的气溶胶发生器
• 粉尘气溶胶发生器
工作原理：将粉末样品装入圆 柱型存储器中,通过活塞输送到 旋转刷,旋转刷将准确输送一定 量的样品到扩散头,在扩散头处 通过喷嘴加速,气流将被加速到 180m/s的高速度,高速度气流为 粉末的充分分散提供必要的湍 流和剪切力,团聚的颗粒最终被 分散输出,输出的气溶胶为多分 散分布.
• 用途：将粉尘引入颗粒度仪，散射出干 的聚苯乙烯胶乳球体(PSLs)来标定测量仪 器；将应用于环境监测直径滤膜上收集到 的颗粒物进行再分散等。
几种常见的气溶胶发生器
• 震动孔单分散气溶胶 发生器（VOAG）
VOAG是一种高精度的单分布气溶 胶发生器。能在1～200μm范围内产 生具有一模一样（尺寸、外形、密度 和表面特征）的固体或液体气溶胶。 它的稳定性和准确度使它成为气溶胶 发生器的标准。
分级式气溶胶发生器
• 什么是分级式的气溶胶发生器
1）发生方法：喷雾法。用以发生质量中值 直径为0.32μm，0.98μm和2.8μm的荧光素钠气溶 胶粒子，可以满足不同使用者的要求。
2）料液：荧光素钠。所发生的荧光素钠气溶 胶为多分散型，粒子形状近似球形，粒子统计特 征近似符合对数正态分布律。
分级式气溶胶发生器
分级式气溶胶发生器
发生器结构
•
发生器由喷雾室、向心惯性分离器、气体回路和附件
等部分组成。
•
喷雾室包括喷雾罐、科里斯通喷嘴、吸液管、防溅挡
板等，其功能是将荧光素钠液体通过喷雾转化为液体气溶
气溶胶发生器的 技术现状 与发展
演讲人：何卫兵
纲要
• 背景知识 • 常用的气溶胶发生机理 • 分级式气溶胶发生器的研制 • 凝聚式单分散气溶胶发生方法研究
气溶胶的相关参数
• 粒子浓度：包括数浓度和质量浓度
数浓度：单位体积空气中悬浮粒子的数目 质量浓度：单位质量空气中所含气溶胶的质量。
• 粒子的分散度：即粒径分布，某一粒子群中，不 同粒径的粒子所占的比例。
5μm到100μm（由不同喷嘴决定），•
粒径稳定，可长时间漂浮在空气中。
返回
• 雾化的用途 • 1、可用于酒店及公共场所的杀毒灭菌，由于
气溶胶能够长时间漂浮在空中，能够充分与空气 中带有细菌的粉尘微粒结合，起到高效杀菌的效 果，且由于是气溶胶状态，能够做到无死角消毒。 • 2、可用于养殖场及病人的吸入式治疗和免疫 给药治疗，在吸入给药时，可直接进入畜禽呼吸 系统,附着在鼻腔、喉头、气管、支气管、气囊、 肺泡、粒膜，利于畜禽充分的吸收，从而发挥药 效，同时减少药物浪费及剂量药物对禽畜产生的 毒副作用，经国外专家对比实验，超微雾化投药 可提高药效10-20倍。
• 3)对气溶胶发生器发生的气溶胶粒子参数作出规 定，这些参数主要有：粒子浓度、粒子的分散度 和平均粒径(或中值直径)等。
几种常见的气溶胶发生器
• 雾化气溶胶发生器
雾化原理：
压缩空气或氧气（驱动力）以高速 气流通过细口喷嘴，根据Venturi效， 在喷嘴周围产生负压携带贮液罐药液 卷进高速气流并将其粉碎成大小不一 的雾滴，其中99%以上的为大颗粒的 雾滴组成，通过喷嘴的拦截碰撞落回 贮液罐内，剩下的细小雾粒以高速喷 出，撞落的颗粒重新雾化。在空气中 形成气溶胶态药液微粒，粒谱直径从
气溶胶相关参数
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 最易穿透粒径：在额定风速下,过滤器对某粒径的粒子的捕获效率最低, 此粒径称为最易穿透粒径(the Most Penetrating Particle Size),简称 MPPS。粒径大于或小于最易穿透粒径,过滤效率均会提高。
• 质量中值直径：颗粒物中小于某一空气动力[学]直径的各种粒度颗粒 的总质量，占全部颗粒物质量的50%时，则此直径称为质量中值直径。 单位用微米表示。
• 根据质量中值直径可知大气中颗粒物在呼吸系统中影响的部位及其沉
积率。据肺气体动力学试验的研究结果，已知MMD>2μm的颗粒大部 分沉积在鼻咽区，MMD<2μm的颗粒在肺泡和支气管区的沉积率最大， 对人体健康影响亦大；
•
返回
Laskin或Collison喷嘴
气溶胶发生方法
• 常见的有喷雾法和蒸发冷凝法 • 喷雾法
• 蒸发冷凝法
• 通过加热液体气溶胶物质使其蒸发成过饱和状态，然
后骤然降温冷却，使过饱和蒸汽冷凝成气溶胶粒子。
• 喷雾法和冷凝法都能发生浓度稳定、特定粒径的气溶胶粒 子，但两者发生原理不同，发生粒子的分散度也有差别， 前者发生多分散气溶胶粒子，后者通过优化性能参数能够 发生单分散气溶胶粒子。
HEPA测试用气溶胶发生器性能的基本 要求
示,它是粒子大小的标准偏差和粒子平均半径r之 比。
气溶胶相关参数
• 气溶胶又可分为单分散气溶胶和多分散气溶胶，对单分散 气溶胶的判定标准可用 <0.2来表示。 • 单分散气溶胶在国外已作为一种基本方法广泛应用于各类
尘粒测定和采样仪器的标定;精密工艺过程粒子控制装置的 性能试验。 • GB/T 6165--2008《高效空气过滤器性能试验方法效率和阻 力》“计数法”中的试验方法规定:当采用单分散气溶胶计数 法进行试验时,如过滤器所采用滤料已经过单分散气溶胶计 数法试验,并获得最易透过粒径(MPPS),则过滤器试验中所 选择的单分散气溶胶计数中值直径应在MPPS±10%以内。
VOAG的典型应用包括：
• 产生已知粒径的微米级粒子，原材料可以是任何能够 与挥发性溶剂形成溶液的物质；
• 与气溶胶研究和健康效应研究相关的气溶胶的传输、沉 降、收集、荷电和扩散研究；
• 光学粒子计数器、粒子筛分、分级碰撞器、旋风除尘 器和碰撞器的校核；
• 箱式过滤器、旋风除尘器、湿式除尘器和静电除尘设备 的开发和测试等。
• 高效空气过滤器效率测试用气溶胶发生器性能的 基本要求
• 1)为减少高效空气过滤器效率测试误差，保证效 率检测的准确性和可重复性，要求气溶胶发生装 置在试验期间发生浓度稳定的测试气溶胶；
• 2)由于高效空气过滤器透过率越来越低，对超微 粒子的过滤效率越来越高，为保证下游采样数据 的有效性，要求下游粒子浓度不能太低，这要求 气溶胶发生器发出的粒子浓度足够高；
几种常见的气溶胶发生器
• 粉尘气溶胶发生器
工作原理：将粉末样品装入圆 柱型存储器中,通过活塞输送到 旋转刷,旋转刷将准确输送一定 量的样品到扩散头,在扩散头处 通过喷嘴加速,气流将被加速到 180m/s的高速度,高速度气流为 粉末的充分分散提供必要的湍 流和剪切力,团聚的颗粒最终被 分散输出,输出的气溶胶为多分 散分布.
• 用途：将粉尘引入颗粒度仪，散射出干 的聚苯乙烯胶乳球体(PSLs)来标定测量仪 器；将应用于环境监测直径滤膜上收集到 的颗粒物进行再分散等。
几种常见的气溶胶发生器
• 震动孔单分散气溶胶 发生器（VOAG）
VOAG是一种高精度的单分布气溶 胶发生器。能在1～200μm范围内产 生具有一模一样（尺寸、外形、密度 和表面特征）的固体或液体气溶胶。 它的稳定性和准确度使它成为气溶胶 发生器的标准。
分级式气溶胶发生器
• 什么是分级式的气溶胶发生器
1）发生方法：喷雾法。用以发生质量中值 直径为0.32μm，0.98μm和2.8μm的荧光素钠气溶 胶粒子，可以满足不同使用者的要求。
2）料液：荧光素钠。所发生的荧光素钠气溶 胶为多分散型，粒子形状近似球形，粒子统计特 征近似符合对数正态分布律。
分级式气溶胶发生器
分级式气溶胶发生器
发生器结构
•
发生器由喷雾室、向心惯性分离器、气体回路和附件
等部分组成。
•
喷雾室包括喷雾罐、科里斯通喷嘴、吸液管、防溅挡
板等，其功能是将荧光素钠液体通过喷雾转化为液体气溶
气溶胶发生器的 技术现状 与发展
演讲人：何卫兵
纲要
• 背景知识 • 常用的气溶胶发生机理 • 分级式气溶胶发生器的研制 • 凝聚式单分散气溶胶发生方法研究
气溶胶的相关参数
• 粒子浓度：包括数浓度和质量浓度
数浓度：单位体积空气中悬浮粒子的数目 质量浓度：单位质量空气中所含气溶胶的质量。
• 粒子的分散度：即粒径分布，某一粒子群中，不 同粒径的粒子所占的比例。
5μm到100μm（由不同喷嘴决定），•
粒径稳定，可长时间漂浮在空气中。
返回
• 雾化的用途 • 1、可用于酒店及公共场所的杀毒灭菌，由于
气溶胶能够长时间漂浮在空中，能够充分与空气 中带有细菌的粉尘微粒结合，起到高效杀菌的效 果，且由于是气溶胶状态，能够做到无死角消毒。 • 2、可用于养殖场及病人的吸入式治疗和免疫 给药治疗，在吸入给药时，可直接进入畜禽呼吸 系统,附着在鼻腔、喉头、气管、支气管、气囊、 肺泡、粒膜，利于畜禽充分的吸收，从而发挥药 效，同时减少药物浪费及剂量药物对禽畜产生的 毒副作用，经国外专家对比实验，超微雾化投药 可提高药效10-20倍。
• 3)对气溶胶发生器发生的气溶胶粒子参数作出规 定，这些参数主要有：粒子浓度、粒子的分散度 和平均粒径(或中值直径)等。
几种常见的气溶胶发生器
• 雾化气溶胶发生器
雾化原理：
压缩空气或氧气（驱动力）以高速 气流通过细口喷嘴，根据Venturi效， 在喷嘴周围产生负压携带贮液罐药液 卷进高速气流并将其粉碎成大小不一 的雾滴，其中99%以上的为大颗粒的 雾滴组成，通过喷嘴的拦截碰撞落回 贮液罐内，剩下的细小雾粒以高速喷 出，撞落的颗粒重新雾化。在空气中 形成气溶胶态药液微粒，粒谱直径从
气溶胶相关参数
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 最易穿透粒径：在额定风速下,过滤器对某粒径的粒子的捕获效率最低, 此粒径称为最易穿透粒径(the Most Penetrating Particle Size),简称 MPPS。粒径大于或小于最易穿透粒径,过滤效率均会提高。
• 质量中值直径：颗粒物中小于某一空气动力[学]直径的各种粒度颗粒 的总质量，占全部颗粒物质量的50%时，则此直径称为质量中值直径。 单位用微米表示。
• 根据质量中值直径可知大气中颗粒物在呼吸系统中影响的部位及其沉
积率。据肺气体动力学试验的研究结果，已知MMD>2μm的颗粒大部 分沉积在鼻咽区，MMD<2μm的颗粒在肺泡和支气管区的沉积率最大， 对人体健康影响亦大；
•
返回
Laskin或Collison喷嘴
气溶胶发生方法
• 常见的有喷雾法和蒸发冷凝法 • 喷雾法
• 蒸发冷凝法
• 通过加热液体气溶胶物质使其蒸发成过饱和状态，然
后骤然降温冷却，使过饱和蒸汽冷凝成气溶胶粒子。
• 喷雾法和冷凝法都能发生浓度稳定、特定粒径的气溶胶粒 子，但两者发生原理不同，发生粒子的分散度也有差别， 前者发生多分散气溶胶粒子，后者通过优化性能参数能够 发生单分散气溶胶粒子。
HEPA测试用气溶胶发生器性能的基本 要求