CN101887003B - 一种微粒测量装置及其测量方法 - Google Patents

一种微粒测量装置及其测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101887003B
CN101887003B CN201010214848.6A CN201010214848A CN101887003B CN 101887003 B CN101887003 B CN 101887003B CN 201010214848 A CN201010214848 A CN 201010214848A CN 101887003 B CN101887003 B CN 101887003B
Authority
CN
China
Prior art keywords
microgranule
electric charge
charge
order
charged corpuscle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010214848.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101887003A (zh
Inventor
马宇尘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI JIEYUAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SHANGHAI JIEYUAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI JIEYUAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SHANGHAI JIEYUAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201010214848.6A priority Critical patent/CN101887003B/zh
Publication of CN101887003A publication Critical patent/CN101887003A/zh
Priority to US13/807,148 priority patent/US8809766B2/en
Priority to PCT/CN2011/076488 priority patent/WO2012000424A1/en
Priority to JP2013516979A priority patent/JP5654674B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of CN101887003B publication Critical patent/CN101887003B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/1031—Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects thereof, e.g. conductivity or capacity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/025—Combinations of electrostatic separators, e.g. in parallel or in series, stacked separators, dry-wet separator combinations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/08—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary flat electrodes arranged with their flat surfaces parallel to the gas stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B03C3/145—Inertia
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/10—Ionising electrode has multiple serrated ends or parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/16—Magnetic separating gases form gases, e.g. oxygen from air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/24—Details of magnetic or electrostatic separation for measuring or calculating parameters, efficiency, etc.
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40—Concentrating samples
    • G01N2001/4038—Concentrating samples electric methods, e.g. electromigration, electrophoresis, ionisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0038—Investigating nanoparticles

Abstract

本发明提出了一种微粒测量的装置及其测量方法，属于微粒测量的技术领域，该装置包括起支撑作用的机身，用以对待测量的微粒进行电荷附加操作的电荷附加器，用以向电荷附加器提供电荷的电荷聚集器，用以聚集带电微粒所带的电荷量的带电微粒接收器，用以将所接收的电荷导出的电荷导出组件，用以度量电荷量的电荷测量组件，及用以将测量的电荷与微粒状况对应起来的微粒分析组件。其测量方法为给微粒加电，聚集带有电荷的带电微粒，导出带电微粒所带的电荷，测量所导出的带电微粒所带的电荷量，依据所测量的电荷量分析微粒的状况。与现有技术相比，能够更加有效地识别微粒的数量和粒度。

Description

一种微粒测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及微粒测量技术领域，尤其涉及一种微粒测量装置及其测量方法。
背景技术
近年来随着纳米技术广泛应用于制药、生物、电子、光电子、能源、催化和陶瓷等领域，各行业对纳米颗粒粒径的测量和监控要求也越来越严格。
目前，我国在纳米颗粒粒径测量技术及仪器方面主要集中在基于光散射法的测量装置上，例如，中国专利(授权公告号CN200941092Y)提出了一种“空气悬浮颗粒物颗粒数及质量浓度检测仪”，包括计数传感装置、浓度传感装置、气泵及相应的后续处理电路，所述计数及浓度传感装置内分别设有光散射腔及与之配合的光路***和气路***。中国专利(公开号101571470A)提出了“一种纳米颗粒粒径测量装置及方法”，将无线电技术中的差拍技术用于动态光散射的频谱测量，通过对散射光信号的频谱的分析就能得到颗粒的粒径信息，为纳米颗粒粒径测量技术的进步提出了新的思路。同时，美国专利(申请号US20080047373A1)提出了一种“Particlemeasuringsystemandmethod”，通过设置分析器、过滤层对微粒进行分类，再对待测微粒进行凝结核化处理，利用光学装置测量其数量和粒度。这类基于光学原理的测量方法或装置，虽然测量精度比较高，但是其成本往往比较高，限制了它的应用范围。近年来，有人提出通过使颗粒带电来实现对纳米颗粒进行捕集。例如，中国专利(授权公告号CN1229637C)提出了一种“用于测定大气中悬浮颗粒物的方法和设备”，即利用由放电电极产生的单极性离子使所述悬浮颗粒物带有电荷，并且由此将带有电荷的颗粒吸附到相对于所述放电电极存在电位差的捕集电极上，从而利用该捕集电极将所述颗粒捕集起来。
鉴于上述技术现状，基于带电微粒在电场中做定向运动的现象，本发明提出了一种微粒的测量方法及测量装置，首先给微粒附加电荷并聚集带电微粒，通过测量微粒所带的电荷量来分析微粒的粒度，从而更加有效地识别微粒的数量和粒度。
发明内容
本发明的目的是提供一种微粒测量装置及其测量方法，能够提高用户对该***的操作性并较高地维持用户的操作兴趣。
一种微粒的测量装置，它主要包括以下部分：
(1)机身，它是与用途有关的支撑结构，包括有用以输送微粒的通道；
(2)电荷附加器，它是与机身对应设置的电荷释放结构，用以对待测量的微粒进行电荷附加操作；
(3)电荷聚集器，它与前述的电荷附加器相连通，是用以向电荷附加器提供电荷的电荷聚集功能结构；
(4)带电微粒接收器，它与前述的机身中用以输送微粒的通道对应设置，包括有以导体形式用以接收微粒上的电荷的电荷接收体，
以及电荷导出组件，它与前述的带电微粒接收器相连通，是用以将前述的电荷接收体上所接收的电荷导出的组件结构；
(5)电荷测量组件，它与前述的电荷导出组件相连通，用以度量来自于电荷导出组件的电荷量；
(6)微粒分析组件，它与前述的电荷测量组件相连通，用以将测量的电荷与微粒状况对应起来。
进一步，所述的微粒的测量装置，还具有如下技术特征：
在所述的机身上，设置有微粒进料口，对应着该微粒进料口设置有用以实现过滤目的的进料口过滤层。
所述的电荷聚集器，是由静电发生器来实现的。
对应着所述的电荷聚集器，在所述机身的输送微粒的通道中设置有用以对微粒实现电荷附加功能的电荷附加器，在该电荷附加器上设置有呈阵列分布的尖端型附加器，该电荷附加器的电场方向与通道内的微粒走向一致或相反。
在所述的机身上对应设置有微粒导出口，对应着该微粒导出口所设置的带电微粒接收器，是一端具有开口的能够导电的球壳或椭球壳，且该开口对应着前述的微粒导出口。
所述的电荷导出组件，是具有尖端结构的尖端放电体。
所述的电荷测量组件，是基于电荷问库仑斥力的作用、电荷在磁场中的运动、电荷在电场中的运动、电荷对电容改变的作用中至少其一来实现对电荷进行测量的结构。
所述的微粒分析组件，包括有与电荷量的接收状况直接对应着微粒状况的直接微粒分析模块，以及通过加电微粒的比率来反推微粒整体情况的间接微粒对应模块。
一种微粒的测量方法，所述的微粒的测量装置如前面权力要求所述，其特征在于该方法包括如下步骤：
步骤1，给微粒加电；
步骤2，聚集带有电荷的带电微粒；
步骤3，导出带电微粒所带的电荷；
步骤4，测量所导出的带电微粒所带的电荷量；
步骤5，依据所测量的电荷量分析微粒的状况。
进一步，所述的微粒的测量方法，还具有如下技术特征：
步骤1中，给微粒加电包括如下步骤：a、微粒经由过滤层过滤，筛选出待测微粒，b、根据待测微粒的类别和粒度向待测微粒附加不同电量的电荷，其中以单个电荷量的整数倍作为待测微粒的附加电荷的基本单元。
步骤2中，带电微粒经由设置在机身上的用以输送微粒的通道到达带电微粒接收器，经由设置在带电微粒接收器上的具有开口的能够导电的球壳或椭球壳聚集带电微粒所带的电荷。
步骤4中，基于电荷间库仑斥力的作用、电荷在磁场中的运动、电荷在电场中的运动、电荷对电容改变的作用中至少其一来测量经由电荷导出组件导出的电荷的量，并将所测的电荷量转化成电荷脉冲形式。
步骤5中，根据步骤4所得的电荷脉冲的周期状况和脉冲强度，基于预先建立的电荷脉冲与微粒数和微粒所带的电荷量的对应关系，分析微粒状况。
步骤5中，基于微粒电荷对微粒状况的分析可以采用以下方式之一：a、预先建立电荷量与微粒数的对应关系，将所得电荷量的接收状况与该对应关系比较，直接得出微粒的数量状况，b、通过所测得的加电微粒所带电荷的比率来间接反推微粒整体情况。
本发明的优点：
本发明所述的微粒的测量装置包括起支撑作用的机身，用以对待测量的微粒进行电荷附加操作的电荷附加器，用以向电荷附加器提供电荷的电荷聚集器，用以聚集带电微粒所带的电荷量的带电微粒接收器，用以将所接收的电荷导出的电荷导出组件，用以度量电荷量的电荷测量组件，及用以将测量的电荷与微粒状况对应起来的微粒分析组件。其测量方法为给微粒加电，聚集带有电荷的带电微粒，导出带电微粒所带的电荷，测量所导出的带电微粒所带的电荷量，依据所测量的电荷量分析微粒的状况。与现有技术相比，能够更加有效地识别微粒的数量和粒度。
附图说明
图1为本发明所述的微粒测量装置的结构框图。
图2为本发明所述的微粒测量方法的流程图。
图3为本发明所述的微粒测量装置的一种实施例。
图中的标号说明：
微粒的测量装置-100，电荷聚集器-110，静电发生器-111，电荷附加器-120，尖端型附加器-121，机身-130，通道-131，微粒导出口-131a，微粒进料口-132，过滤层-133，带电微粒接收器-140，电荷接收体-141，开口-141a，电荷导出组件-150，电荷测量组件-160，微粒分析组件-170，直接微粒分析模块-171，间接微粒对应模块-172。
具体实施方式
下面参照着附图，对本发明所述的微粒的测量装置及其测量方法，做详细介绍。
首先参照图1展示的本发明所述的微粒的测量装置的结构框图，对本发明做一个整体介绍。
本发明所述的微粒的测量装置100的实现原理为：给待测微粒附加电荷，聚集并测量待测微粒所带的电荷量，通过测量电荷的方式测出待测微粒的量。为了利用此原理实现对微粒状况的测量功能，本发明所述的微粒的测量装置100包括与用途有关的起支撑作用的机身130，在该机身130上设置有用以输送微粒的通道131，用以导入微粒的微粒进料口132，以及用以导出带电微粒至后述的带电微粒接收器140的微粒导出口131a，其中，对应着微粒进料口132，设置有一端与机身130相连通的，用以对待测微粒进行过滤操作的进料口过滤层133。待测微粒经由微粒进料口132进入该微粒测量装置100，经由过滤层133对待测微粒进行筛选，经过过滤层133处理后的待测微粒即进入后述的与机身130相连通的电荷附加器120。
电荷附加器120是与机身130对应设置的电荷释放结构，用以对待测量的微粒进行电荷附加操作的结构装置。作为举例而非限定，该电荷附加器120可设置在前述的机身130中的用以输送微粒的通道131中。进一步，为促使带电微粒在通道131中能够定向输送至微粒导出口131a，该电荷附加器120的电场方向应与通道131内的微粒走向一致或相反。为了实现对待测微粒进行电荷附加的功能，在该电荷附加器120上，可采用设置有呈阵列分布的尖端型附加器121来实现。
与前述的电荷附加器120相连通设置有电荷聚集器110，它是用以向电荷附加器120提供电荷的电荷聚集结构。该电荷聚集器110是采用静电聚集器111来实现的，例如，可用范德瓦夫电荷聚集器来实现。
前述的对应着机身130所设置的电荷聚集器110、电荷附加器120设置在机身130上的其他关联结构，用以使待测微粒带电并进行定向运动。接下来，将聚集带电微粒所带的电荷量并对其进行测量。对应着该目的，该微粒的测量装置100设置有带电微粒接收器140和电荷测量组件160。
所述的带电微粒接收器140与前述的机身130中用以输送微粒的通道131对应设置，包括有以导体形式用以接收待测微粒所带电荷的电荷接收体141，作为举例而非限定，设置在该微粒接收器140上的电荷接收体141是一端具有开口141a的能够导电的球壳或椭球壳，它可对应着设置在机身130上的微粒导出口131a，且该微粒接收器140的开口141a对应着微粒导出口131a。
在该微粒的测量装置100上，与前述的带电微粒接收器140配套设置有电荷导出组件150，它是与前述的带电微粒接收器140相连通，用以将前述的电荷接收体141上所接收的电荷导出至后述的电荷测量组件160上的组件结构。作为举例而非限定，该电荷导出组件150可采用具有尖端结构的尖端放电体来实现。
与前述的电荷导出组件150相连通的电荷测量组件160，它是用以度量来自于电荷导出组件150的电荷量的组件结构。该电荷测量组件160是基于电荷间库仑斥力的作用、电荷在磁场中的运动、电荷在电场中的运动、电荷对电容改变的作用中至少其一来实现对电荷进行测量的。进一步，该电荷测量组件160还包括用以将电荷量转化成电荷脉冲信号的脉冲关联结构，该脉冲关联结构包括脉冲转化组件和脉冲分析组件。在测量带电微粒所带的电荷量的过程中，利用该脉冲关联结构可将电荷量转化成具有周期性分布和不同强度分布的脉冲信号，获得电荷量的量子化信息，以利于分析微粒的状况。
以实现依据所测量的电荷量分析微粒的状况为目的，该微粒的测量装置100包括有与前述的电荷测量组件160相连通的微粒分析组件170，它是用以将测量的电荷与微粒状况对应起来的组件结构，包括有与电荷量的接收状况直接对应着微粒状况的直接微粒分析模块171，以及通过加电微粒的比率来反推微粒整体情况的间接微粒对应模块172。作为举例而非限定，当依据将电荷量转化成对应的脉冲信号来分析微粒的状况时，其中的直接微粒分析模块171包括有预先建立的电荷脉冲与微粒数和微粒所带的电荷量的对应关系。该微粒的测量装置100只需将获得的脉冲信息与该对应关系相比较，即可得出微粒的状况。例如，预先建立的对应关系为：一个脉冲周期对应着一个微粒。如果电荷测量组件160得出1万个脉冲周期，则对应着1万个微粒。其中的间接微粒对应模块172则是通过所测的的加电微粒所带电荷的比率来间接反推微粒整体情况，例如，给待测微粒的30％附加电荷，将所测得的这30％的带电微粒的微粒数除以30％即得待测微粒的总数。
结合图1所述的微粒的测量装置的结构框图，图2给出了基于该微粒的测量装置的微粒的测量方法的流程图。该测量方法包括如下步骤：
步骤1，给微粒加电。微粒经由微粒进料口132进入设置在机身130上的过滤层133，经过滤层133过滤筛选出待测微粒。根据待测微粒的类别和粒度向待测微粒附加不同电量的电荷，其中以单个电荷量的整数倍作为待测微粒的附加电荷的基本单元。
步骤2，聚集带有电荷的带电微粒。带电微粒经由设置在机身130上的用以输送微粒的通道131到达带电微粒接收器140，经由设置在带电微粒接收器140上的电荷接收体141聚集带电微粒所带的电荷。
步骤3，导出带电微粒所带的电荷。经由与前述的带电微粒接收器140相连通的电荷导出组件150，将前述的电荷接收体141上所接收的电荷导出至后述的电荷测量组件160上
步骤4，测量所导出的带电微粒所带的电荷量。利用基于电荷间库仑斥力的作用、电荷在磁场中的运动、电荷在电场中的运动、电荷对电容改变的作用中至少其一的电荷测量组件160来测量经由电荷导出组件150导出的电荷的量，并利用脉冲关联结构将所测的电荷量转化成电荷脉冲形式。
步骤5，依据所测量的电荷量分析微粒的状况。根据电荷测量组件160所测得的电荷脉冲的周期状况和脉冲强度，利用直接微粒分析模块171基于预先建立的电荷脉冲与微粒数和微粒所带的电荷量的对应关系直接分析微粒状况，或者，利用间接微粒对应模块172通过所测得的加电微粒所带电荷的比率来间接反推微粒整体情况。
具体实施例
图3为本发明所述的微粒的测量装置的一种具体实施例。在本实施例中，电荷附加器120是采用金属网结构来实现的，它的电场方向与通道131内的微粒走向一致，电荷接收体141是通过一端具有开口141a的能够导电的椭球壳来实现的。
该微粒的测量装置100包括与用途有关的起支撑作用的机身130，在该机身130上设置有用以输送微粒的通道131，用以导入微粒的微粒进料口132，及用以导出带电微粒至后述的带电微粒接收器140的微粒导出口131a。对应着微粒进料口132，设置有一端与机身130相连通的，用以对待测微粒进行过滤操作的进料口过滤层133。
对应着通道131靠近过滤层133的一端，设置有用以对待测量的微粒进行电荷附加操作的电荷附加器120。与该电荷附加器120相连通设置有用以向电荷附加器120提供电荷的电荷聚集器110。
对应着通道131的另一端，与微粒导出口131a相连通设置有带电微粒接收器140，在该带电微粒接收器140上设置有通过一端具有开口141a的能够导电的椭球壳来实现的电荷接收体141，且该开口141a对应着微粒导出口131a而设置。与带电微粒接收器140的电荷接收体141相连通配套设置有采用具有尖端结构的尖端放电体来实现的电荷导出组件150。与电荷导出组件150相连通设置有用以度量来自于电荷导出组件150的电荷量的电荷测量组件160。与电荷测量组件160相连通设置有用以将测量的电荷与微粒状况对应起来的微粒分析组件170。
本实施例所述的微粒的测量装置100所对应的测量方法，包括如下步骤：
步骤1，微粒经由微粒进料口132进入设置在机身130上的过滤层133，经过滤层133过滤筛选出待测微粒。以单个电荷量为待测微粒的附加电荷的基本单元，利用电荷附加器120分别按照一对一的关系给待测微粒附加电荷。
步骤2，带电微粒经由设置在机身130上的用以输送微粒的通道131到达带电微粒接收器140，经由设置在带电微粒接收器140上的椭球壳状的电荷接收体141聚集带电微粒所带的电荷。
步骤3，经由与前述的带电微粒接收器140相连通的尖端状的电荷导出组件150，将前述的电荷接收体141上所接收的电荷导出至后述的电荷测量组件160上。
步骤4，利用电荷测量组件160来测量经由电荷导出组件150导出的电荷的量，并利用脉冲关联结构将所测的电荷量转化成周期性分布的电荷脉冲形式，经测量共获得1万个周期一致的脉冲波形。
步骤5，根据电荷测量组件160所测得的电荷脉冲的周期状况(即1万个周期一致的脉冲波形)，利用直接微粒分析模块基于预先建立的一个脉冲周期对应着一个微粒的对应关系直接分析微粒状况，获得待测微粒的总数为1万个。
以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种微粒的测量装置，其特征在于：
(1)机身，它是与用途有关的支撑结构，包括有用以输送微粒的通道；
(2)电荷附加器，它是与机身对应设置的电荷释放结构，用以对待测量的微粒进行电荷附加操作；
(3)电荷聚集器，它与前述的电荷附加器相连通，是用以向电荷附加器提供电荷的电荷聚集功能结构；
(4)带电微粒接收器，它与前述的机身中用以输送微粒的通道对应设置，包括有以导体形式用以接收微粒上的电荷的电荷接收体，以及电荷导出组件，它与前述的带电微粒接收器相连通，是用以将前述的电荷接收体上所接收的电荷导出的组件结构；
(5)电荷测量组件，它与前述的电荷导出组件相连通，用以基于电荷间库仑斥力的作用、电荷在磁场中的运动、电荷在电场中的运动、电荷对电容改变的作用中至少其一测量从所述电荷导出组件导出的电荷量，并测量所述带电微粒引起的电荷脉冲；
(6)微粒分析组件，它与前述的电荷测量组件相连通，用以将测量的电荷量和所述电荷脉冲与微粒状况对应起来。
2.根据权利要求1所述的一种微粒的测量装置，其特征在于：在所述的机身上，设置有微粒进料口，对应着该微粒进料口设置有用以实现过滤目的的进料口过滤层。
3.根据权利要求1所述的一种微粒的测量装置，其特征在于：所述的电荷聚集器，是由静电发生器来实现的。
4.根据权利要求1所述的一种微粒的测量装置，其特征在于：对应着所述的电荷聚集器，在所述机身的输送微粒的通道中，设置有用以对微粒实现电荷附加功能的电荷附加器。
5.根据权利要求4所述的一种微粒的测量装置，其特征在于：在前述的电荷附加器上，设置有呈阵列分布的尖端型附加器。
6.根据权利要求4所述的一种微粒的测量装置，其特征在于：所述的电荷附加器，其电场方向与通道内的微粒走向一致或相反。
7.根据权利要求1所述的一种微粒的测量装置，其特征在于：在所述的机身上对应设置有微粒导出口，对应着该微粒导出口所设置的带电微粒接收器，是一端具有开口的能够导电的球壳或椭球壳，且该开口对应着前述的微粒导出口。
8.根据权利要求1所述的一种微粒的测量装置，其特征在于：所述的电荷导出组件，是具有尖端结构的尖端放电体。
9.根据权利要求1所述的一种微粒的测量装置，其特征在于：所述的微粒分析组件，包括有与电荷量的接收状况直接对应着微粒状况的直接微粒分析模块，以及通过加电微粒的比率来反推微粒整体情况的间接微粒对应模块。
10.一种使用根据权利要求1至9中任一项所述的微粒的测量装置的微粒的测量方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
步骤1，给微粒加电；
步骤2，聚集带有电荷的带电微粒；
步骤3，导出带电微粒所带的电荷；
步骤4，基于电荷间库仑斥力的作用、电荷在磁场中的运动、电荷在电场中的运动、电荷对电容改变的作用中至少其一测量所导出的带电微粒所带的电荷量，并测量所述带电微粒引起的电荷脉冲；
步骤5，依据所测量的电荷量和所述电荷脉冲分析微粒的状况。
11.根据权利要求10所述的一种微粒的测量方法，其特征在于：步骤1中，给微粒加电包括如下步骤：a、微粒经由过滤层过滤，筛选出待测微粒，b、根据待测微粒的类别和粒度向待测微粒附加不同电量的电荷，其中以单个电荷量的整数倍作为待测微粒的附加电荷的基本单元。
12.根据权利要求10所述的一种微粒的测量方法，其特征在于：步骤2中，带电微粒经由设置在机身上的用以输送微粒的通道到达带电微粒接收器，经由设置在带电微粒接收器上的具有开口的能够导电的球壳或椭球壳聚集带电微粒所带的电荷。
13.根据权利要求10所述的一种微粒的测量方法，其特征在于：步骤5中，根据步骤4所得的电荷脉冲的周期状况和脉冲强度，基于预先建立的电荷脉冲与微粒数和微粒所带的电荷量的对应关系，分析微粒状况。
14.根据权利要求10所述的一种微粒的测量方法，其特征在于：步骤5中，基于微粒电荷对微粒状况的分析可以采用以下方式之一：
a、预先建立电荷量与微粒数的对应关系，将所得电荷量的接收状况与该对应关系比较，直接得出微粒的数量状况，
b、通过所测得的加电微粒所带电荷的比率来间接反推微粒整体情况。
CN201010214848.6A 2010-06-29 2010-06-29 一种微粒测量装置及其测量方法 Active CN101887003B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010214848.6A CN101887003B (zh) 2010-06-29 2010-06-29 一种微粒测量装置及其测量方法
US13/807,148 US8809766B2 (en) 2010-06-29 2011-06-28 Methods and systems for detecting or collecting particles
PCT/CN2011/076488 WO2012000424A1 (en) 2010-06-29 2011-06-28 Methods and systems for detecting or collecting particles
JP2013516979A JP5654674B2 (ja) 2010-06-29 2011-06-28 粒子を検出または収集するための方法およびシステム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010214848.6A CN101887003B (zh) 2010-06-29 2010-06-29 一种微粒测量装置及其测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101887003A CN101887003A (zh) 2010-11-17
CN101887003B true CN101887003B (zh) 2016-06-08

Family

ID=43073008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010214848.6A Active CN101887003B (zh) 2010-06-29 2010-06-29 一种微粒测量装置及其测量方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8809766B2 (zh)
JP (1) JP5654674B2 (zh)
CN (1) CN101887003B (zh)
WO (1) WO2012000424A1 (zh)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101887003B (zh) * 2010-06-29 2016-06-08 上海杰远环保科技有限公司 一种微粒测量装置及其测量方法
WO2013026193A1 (en) 2011-08-23 2013-02-28 Empire Technology Development Llc Self-cleaning electret filter
CN105579829B (zh) 2013-08-16 2019-02-19 生物辐射实验室股份有限公司 来自流式细胞器中的流体流的液滴的分离和/或充电的定时和/或相位调整
CN103752410B (zh) * 2013-12-27 2017-02-15 浙江大学 一种颗粒物荷电量测量装置及方法
WO2015146456A1 (ja) * 2014-03-26 2015-10-01 日本碍子株式会社 微粒子の個数計測器及び微粒子の個数計測方法
CN104819918B (zh) * 2015-05-04 2017-08-04 东南大学 一种粉尘浓度检测装置及检测方法
CN105242123A (zh) * 2015-09-29 2016-01-13 兰州大学 悬浮颗粒荷质比测量仪
CN105510197B (zh) * 2015-12-19 2018-01-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一体集成式微型平板大气细粒子谱测量装置及其测量方法
CN105891062A (zh) * 2016-05-12 2016-08-24 绍兴文理学院 一种采用电控环吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测装置
CN106018211A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 绍兴文理学院 用离心、电控环吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测方法
CN105909592A (zh) * 2016-05-12 2016-08-31 绍兴文理学院 用磁场离心、电控环吸附和相邻电容的磨损微粒监测方法
CN105928843A (zh) * 2016-05-12 2016-09-07 绍兴文理学院 用旋流离心、吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测装置
CN105891274A (zh) * 2016-05-12 2016-08-24 绍兴文理学院 用旋流离心、吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测方法
CN105909593A (zh) * 2016-05-12 2016-08-31 绍兴文理学院 用磁场离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒监测方法
CN105889181A (zh) * 2016-05-12 2016-08-24 绍兴文理学院 用旋转磁场离心、吸附和相邻电容的磨损微粒监测方法
DE102016009912A1 (de) * 2016-07-02 2018-01-04 Retsch Technology Gmbh Verfahren und Systemanordnung zur Überwachung und/oder Kontrolle wenigstens eines Qualitätsparameters von partikelhaltigen Probenmaterialien
DE112017003530T5 (de) * 2016-07-12 2019-03-28 Ngk Insulators, Ltd. Feinpartikelzahldetektor
CN106501636B (zh) * 2016-09-27 2018-12-18 汕头大学 一种微纳米颗粒磁组装的电性能测试装置及其测试方法
CN110612442A (zh) * 2017-05-15 2019-12-24 日本碍子株式会社 微粒数检测器
DE112018004872T5 (de) * 2017-09-06 2020-06-18 Ngk Insulators, Ltd. Partikelzähler
CN108469404B (zh) * 2018-02-01 2020-06-02 滨州学院 一种pm2.5浓度估算***及方法
CN108594029B (zh) * 2018-04-26 2020-05-19 大连理工大学 基于图像识别的粉体颗粒荷电量测量装置和方法
CN108931462B (zh) * 2018-04-26 2021-03-19 燕山大学 基于带电方式的颗粒尺寸测量装置
CN109444564A (zh) * 2018-11-06 2019-03-08 三峡大学 模拟输电线路电场下植被燃烧颗粒物荷电量的测量方法
CN109709004B (zh) * 2018-12-14 2021-06-25 中国科学院合肥物质科学研究院 尾气颗粒物数浓度和质量浓度同时测量的测量***及方法
CN111330735A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 粉末收集***
WO2020137416A1 (ja) * 2018-12-27 2020-07-02 日本碍子株式会社 微粒子検出素子及び微粒子検出器
WO2023095147A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Size-selective detection of nanoparticles in gaseous samples by nanoparticle-imprinted matrices (naim)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1059521A2 (en) * 1999-06-07 2000-12-13 MIE, Inc System and method for continuous monitoring of particulates
CN1869648A (zh) * 2006-06-12 2006-11-29 中国科学院合肥物质科学研究院 用于检测空气中有害纳米颗粒的***

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2490979A (en) 1947-06-28 1949-12-13 Westinghouse Electric Corp Electrostatic precipitator
GB1135737A (zh) 1965-10-23 1900-01-01
JPS5910046B2 (ja) 1977-03-28 1984-03-06 新田ベルト株式会社 エレクトレツト化したエアフイルタ−用濾材の電荷保持構造
DE2836787A1 (de) * 1978-08-23 1980-03-06 Sun Electric Europ Bv Abgasanalysator fuer dieselmotoren
US4308223A (en) 1980-03-24 1981-12-29 Albany International Corp. Method for producing electret fibers for enhancement of submicron aerosol filtration
KR900001481B1 (ko) 1984-04-18 1990-03-12 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 가스절연 전기기기 및 그 조립방법
JPH0652233B2 (ja) * 1985-08-21 1994-07-06 閃一 増田 超微粒子測定装置
JPS63178864A (ja) 1987-01-20 1988-07-22 Matsushita Seiko Co Ltd 抗菌フイルタユニツト
JP2536584B2 (ja) 1988-04-06 1996-09-18 東洋紡績株式会社 エレクトレットフィルタ―
US4874399A (en) 1988-01-25 1989-10-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electret filter made of fibers containing polypropylene and poly(4-methyl-1-pentene)
JPH05214A (ja) 1990-11-30 1993-01-08 Mitsui Petrochem Ind Ltd エレクトレツトフイルター
RU2026751C1 (ru) 1992-05-13 1995-01-20 Елена Владимировна Володина Устройство для стерилизации и тонкой фильтрации газа
JPH06218211A (ja) 1992-12-03 1994-08-09 Shinsei Denshi Kogyo:Kk エレクトレットフィルタ
SE504098C2 (sv) 1993-11-24 1996-11-11 Tl Vent Ab Avskiljare för ett elektrofilter
US5639287A (en) 1994-05-16 1997-06-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Filter system for filtering fluids
US5549735C1 (en) 1994-06-09 2001-08-14 Coppom Technologies Electrostatic fibrous filter
US5578113A (en) 1994-07-19 1996-11-26 Holmes Product Corp. Air treatment system
GB9526489D0 (en) 1995-12-22 1996-02-21 Mountain Breeze Ltd Air filtration apparatus
GB9602158D0 (en) * 1996-02-02 1996-04-03 Graseby Dynamics Ltd Corona discharge ion sources for analytical instruments
DE19852386C2 (de) 1998-11-13 2000-10-26 Freudenberg Carl Fa Filter für gasförmige Medien
US6573205B1 (en) 1999-01-30 2003-06-03 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Stable electret polymeric articles
GB9908099D0 (en) 1999-04-12 1999-06-02 Gay Geoffrey N W Air cleaning collection device
US6616736B2 (en) 2000-01-25 2003-09-09 Hunter Fan Company Air purifier
AUPQ902200A0 (en) 2000-07-27 2000-08-17 Orekinetics Pty Ltd Method and apparatus for the electrostatic separation of particulate materials
JP2003337087A (ja) * 2002-05-20 2003-11-28 Shimadzu Corp 浮遊粒子の捕集装置
EP1367630B1 (en) 2002-05-31 2011-09-14 Carl Zeiss SMT Limited Improvements in or relating to particle detectors
US7001447B1 (en) 2003-04-22 2006-02-21 Electric Power Research Institute Polarity reversing circuit for electrostatic precipitator system
US7025806B2 (en) 2003-11-25 2006-04-11 Stri{dot over (o)}nAir, Inc. Electrically enhanced air filtration with improved efficacy
DE102004033320A1 (de) * 2004-07-09 2006-01-26 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Nanopartikeln
US7262384B2 (en) * 2004-09-30 2007-08-28 Novacentrix, Corp. Reaction vessel and method for synthesizing nanoparticles using cyclonic gas flow
EP1681550A1 (de) * 2005-01-13 2006-07-19 Matter Engineering AG Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Anzahlkonzentration und mittlerem Durchmesser von Aerosolpartikeln
GB0507349D0 (en) * 2005-04-12 2005-05-18 Malvern Instr Ltd Dilution apparatus and method
US7728253B2 (en) 2005-06-29 2010-06-01 Northeastern University Nano-particle trap using a microplasma
US7964012B2 (en) 2005-08-03 2011-06-21 Hollingsworth & Vose Company Filter media with improved conductivity
US7294169B2 (en) 2005-10-25 2007-11-13 General Electric Company Electrical enhancement of fabric filter performance
US7680243B2 (en) 2007-09-06 2010-03-16 Jordan Valley Semiconductors Ltd. X-ray measurement of properties of nano-particles
FI20080182A0 (fi) 2008-03-04 2008-03-04 Navaro 245 Oy Mittausmenetelmä ja -laite
CN101526460B (zh) * 2009-03-27 2012-02-08 杜豫生 微电荷颗粒物感应仪器的数字信号处理方法及电路
US8658056B1 (en) * 2010-05-05 2014-02-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Harvesting single domain nanoparticles and their applications
CN101887003B (zh) 2010-06-29 2016-06-08 上海杰远环保科技有限公司 一种微粒测量装置及其测量方法
US9849512B2 (en) * 2011-07-01 2017-12-26 Attostat, Inc. Method and apparatus for production of uniformly sized nanoparticles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1059521A2 (en) * 1999-06-07 2000-12-13 MIE, Inc System and method for continuous monitoring of particulates
CN1869648A (zh) * 2006-06-12 2006-11-29 中国科学院合肥物质科学研究院 用于检测空气中有害纳米颗粒的***

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012000424A1 (en) 2012-01-05
CN101887003A (zh) 2010-11-17
US20130240752A1 (en) 2013-09-19
JP5654674B2 (ja) 2015-01-14
US8809766B2 (en) 2014-08-19
JP2013535015A (ja) 2013-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101887003B (zh) 一种微粒测量装置及其测量方法
US8044350B2 (en) Miniaturized ultrafine particle sizer and monitor
CN114414905B (zh) 一种基于悬浮微粒测量电场的方法及装置
CN107921443B (zh) 带纳米颗粒浓度和粒度测定器件的气溶胶中颗粒收集装置
JPWO2015146456A1 (ja) 微粒子の個数計測器及び微粒子の個数計測方法
CN101907554A (zh) 一种利用云室进行微粒测量的***及方法
CN103105350A (zh) 3nm-20μm气溶胶粒径分布测量仪
US10799883B2 (en) Method for the selective purification of aerosols
CN108287129A (zh) 多通道荧光谱生物气溶胶粒子的检测装置
CN107921444A (zh) 根据颗粒尺寸实现选择性气溶胶颗粒收集的方法和装置
JP2003337087A (ja) 浮遊粒子の捕集装置
CN103752410A (zh) 一种颗粒物荷电量测量装置及方法
JP3572319B2 (ja) 液体中微粒子分析装置
Dhaniyala et al. Instruments based on electrical detection of aerosols
CN203803654U (zh) 一种颗粒物荷电量测量装置
KR200378620Y1 (ko) 대기중 부유 입자상 물질의 실시간 측정 장치
Sow et al. Influence of electric charges on the washout efficiency of atmospheric aerosols by raindrops
CN102466810A (zh) 一种放射性气溶胶粒子回收装置
US11885729B2 (en) Particle matter analysis device, analysis method and manufacturing method thereof
CN117030553B (zh) 一种粉体颗粒的粒径测量和筛分收集方法
KR20130090535A (ko) 섬유형상 입자의 분리 방법 및 시스템
CN105425062B (zh) 一种电滤装备性能检测***
KR102263099B1 (ko) 입자 분석 장치, 분석 방법 및 제조 방법
KR100893371B1 (ko) 멤스기반 초소형 전기적 임팩터
CN105319200B (zh) 脉冲放电等离子体激发颗粒流的固体成分测量装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant