一种用于10-30nm高温尾气颗粒物的粒径快速分级装置及方法

技术特征：
1.一种用于10-30nm高温尾气颗粒物的粒径快速分级装置，其特征在于：包括鞘气进气单元、样气进气及筛分单元和排气单元；所述鞘气进气单元包括鞘气进气口、设置在鞘气进气口下方的筛网和套设在筛网外侧的筛网固定座；所述样气进气及筛分单元包括位于筛网固定座下方且同轴设置的外腔体与内腔体、安装在内腔体顶部且位于筛网下方的气流件、设置在外腔体上端的样气进气口和位于筛网固定座与外腔体之间且位于样气进气口内侧的进气环；所述进气环上开设有若干通孔；所述排气单元包括位于内腔体及外腔体下方的支撑座；所述支撑座上开设有筛分气体出口；所述支撑座与外腔体之间设有废气出口；所述外腔体与内腔体之间的空腔为筛分区域，所述样气进气及筛分单元还包括设置在内腔体底部与支撑座顶部之间的筛分狭缝。2.根据权利要求1所述的粒径快速分级装置，其特征在于：所述外腔体的内壁与内腔体的外壁之间的区域为差分电迁移区域。3.根据权利要求1所述的粒径快速分级装置，其特征在于：所述筛网为圆形，包括自上向下依次设置的三层，筛网的圆周处采用胶水粘在筛网固定座上，相邻层筛网之间间隔5mm，三层筛网的目数自上向下依次递减；所述筛网采用尼龙材质；所述筛网固定座为圆环状。4.根据权利要求1所述的粒径快速分级装置，其特征在于：所述气流件为子弹头型，其纵向截面为半个椭圆形，长轴与短轴之比为3：1；所述气流件采用绝缘材料；所述气流件安装在内腔体上部。5.根据权利要求1所述的粒径快速分级装置，其特征在于：所述鞘气进气口、筛网、气流件、进气环、外腔体、内腔体和筛分气体出口的中心线共轴。6.根据权利要求1所述的粒径快速分级装置，其特征在于：所述进气环为圆环状，若干通孔均匀分布在进气环的侧壁上，通孔的直径为1mm；所述筛网固定座的下方设有倾斜设置的导流板；所述通孔与导流板正对设置；所述进气环与导流板均采用不锈钢材质。7.根据权利要求1所述的粒径快速分级装置，其特征在于：所述外腔体和内腔体均采用不锈钢材质，所述外腔体接地，所述内腔体接高压。8.根据权利要求1所述的粒径快速分级装置，其特征在于：所述进气环的上下两侧均设有一采用绝缘材料的密封圈。9.根据权利要求1～8任意一项所述的粒径快速分级装置的分级方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)由鞘气进气口通入鞘气，鞘气经过筛网后沿着气流件的外表面流动到筛分区域；(2)由样气进气口通入样气，样气通过进气环上的通孔进入到进气环的内部并碰撞到导流板上，接着进入筛分区域；鞘气和样气在筛分区域混合后得到混合气流；(3)采用荷电器使样气中的粒子带电，带电粒子在经过筛分区域时，在外腔体与内腔体形成的电场以及混合气流形成的流场的耦合作用下，特定粒径的粒子进入到筛分狭缝中，再由筛分气体出口流出，其他粒径的粒子随混合气流由废气口流出。

技术总结
本发明涉及机动车尾气颗粒物测量技术领域，具体涉及一种用于10-30nm高温尾气颗粒物的粒径快速分级装置及方法。该装置包括鞘气进气单元、样气进气单元、筛分单元和排气单元。鞘气进气单元包括鞘气进气口、筛网和筛网固定座。样气进气单元包括样气进气口、进气环和气流件。进气环上开设有若干通孔。筛分单元包括同轴设置的外腔体与内腔体、位于内腔体下方的支撑座和设置在内腔体底部与支撑座顶部之间的筛分狭缝。外腔体接地，内腔体接高压电极。排气单元包括安装在支撑座上的筛分气体出口和支撑座与外腔体之间构成的废气出口。本发明能够实现10-30nm高温尾气颗粒物的粒径快速分级，提高粒径分级速度和测量分辨率。提高粒径分级速度和测量分辨率。提高粒径分级速度和测量分辨率。


技术研发人员：余同柱 员永兴 杨义新 桂华侨 吉喆 王计广 刘建国
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/11/18