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北京九州鹏跃科技有限公司作者
一、气溶胶与单分散性定义
气溶胶是由固体或液体微粒悬浮在气体介质中形成的多相分散体系，其微粒粒径范围通常为1 nm~100 μm。而单分散气溶胶特指气溶胶中所有微粒的粒径高度均一，这种特性使其在科学研究、工业检测和医疗领域中具有不可替代的价值。
二、单分散气溶胶发生器的核心目标
通过精密控制技术，生成粒径分布极窄、浓度稳定的气溶胶，满足以下需求：
科学研究：大气污染模拟、气溶胶光学特性分析、病毒传播研究等；
工业检测：空气过滤器效率测试、粒子计数器校准、半导体洁净室认证；
医疗应用：吸入式药物递送、肺部沉积模型验证。
三、单分散气溶胶生成原理与技术分类
1. 振动孔板法
原理：
利用压电陶瓷驱动微米级孔板高频振动，将液体通过均匀孔洞挤出，形成连续液柱；
液柱在表面张力作用下断裂为均一液滴，经干燥或挥发后得到固态单分散微粒。
关键技术：
孔板设计：单孔或多孔阵列，孔间距需避免液滴融合；
振动同步控制：液滴断裂频率与振动频率严格匹配，确保粒径一致性；
干燥模块：通过加热或惰性气体快速去除溶剂，防止液滴聚并。
特点：
粒径范围：0.5~50 μm，RSD≤3%；
适合生成固态微粒或低挥发性液体气溶胶。
2. 旋转盘雾化法
原理：
液体通过离心力从高速旋转的圆盘边缘甩出，形成均匀液膜；
液膜在盘边缘破碎为微小液滴，粒径由转速和液体表面张力共同决定。
关键技术：
转速稳定性：采用无刷电机，转速波动<0.1%；
边缘锯齿结构：在盘边缘刻蚀微槽，控制液膜断裂位置，提升单分散性。
特点：
粒径范围：1~100 μm，RSD≤5%；
适合生成高浓度液体气溶胶。
3. 冷凝生长法
原理：
将挥发性物质蒸气与载气混合后快速冷却，蒸气在凝结核表面凝结生长；
通过控制冷凝温度梯度和停留时间，使所有粒子同步生长至相同粒径。
关键技术：
凝结核预生成：采用电喷雾或扩散法生成均一纳米级种子；
饱和-冷凝腔设计：多级温控实现蒸气过饱和度的精确调控。
特点：
粒径范围：50 nm~2 μm，RSD≤2%；
适合生成超细颗粒，常用于PM2.5模拟或病毒载体研究。
四、单分散气溶胶发生器工作流程
液体挤出：溶液在恒定压力下通过微孔形成连续液柱；
液滴断裂：压电振动使液柱断裂为均一液滴；
溶剂挥发：液滴在干燥腔中失去溶剂，收缩为固态微粒；
电荷中和：中和器消除粒子表面电荷，避免因静电吸附导致浓度损失；
输出控制：通过稀释系统调节气溶胶浓度。
关键词：空气过滤器
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