(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211341306.4 (22)申请日 2022.10.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115389292 A (43)申请公布日 2022.11.25 (73)专利权人 仁和智海智能科技 （山 东） 有限公 司 地址 261061 山东省潍坊市高新区新城街 道鲍庄社区桃园街8999号山东测绘地 理信息产业基地1 1号楼1楼 (72)发明人 侯志如　张志行　李继祥　 (74)专利代理 机构 潍坊博强专利代理有限公司 37244 专利代理师 李伟(51)Int.Cl. G01N 1/28(2006.01) G01N 33/00(2006.01) 审查员 李丽琴 (54)发明名称 气溶胶富集用定量小体积样本PH值检测装 置及其设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种气溶胶富集用 定量小体 积样本PH值检测装置及其 设计方法， 包括检测容 器、 PH计本体和PH探头， 检测容器包括圆筒形的 容器本体， 容器本体上安装有进样 接头和出样接 头， 容器本体内装配槽、 溶液环腔和漏斗状的集 液底腔， 集液底腔的底部设有用于装配出样接头 的排液口， 且排液口设于集液底腔的最低处； 在 不改变现有的PH计的前提下， 最终可以使气溶胶 的检测样本控制在10 ‑25ml的小体积内， 解决了 目前PH计不能成功 检测10‑25ml范围内气溶胶小 体积样本的技术难题， 从而扩大了PH计的检测范 围， 且在集液底腔的作用下， 能够将检测容器内 的气溶胶溶液彻底地排出， 有助于保证气溶胶样 本检测的准确性。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115389292 B 2022.12.27 CN 115389292 B 1.气溶胶富集用定量小体积样本PH值检测装置， 包括用于盛装定量小体积气溶胶溶液 样本的检测容器， 用于输出检测信号的PH计本体， 所述PH计本体底端与所述检测容器对接 设置， 且所述PH计本体的底端固定连接有延伸至所述检测容器内的P H探头， 其特征在于： 所 述检测容器包括圆筒形 的容器本体， 所述容器本体的侧 壁上贯穿安装有进样接头， 所述容 器本体的底端贯穿安装有 出样接头， 所述容器本体内同轴设有用于与所述P H计本体装配且 容纳所述PH探头的装配槽， 所述装配槽对应所述进样接头处设有向外扩展的溶液环腔， 所 述进样接头与所述溶液环腔连通设置， 所述装配槽的底端设有漏斗状的集液底腔， 所述集 液底腔的底部 设有用于装配所述出样接头的排液口， 且所述排液口设于所述集液底腔的最 低处。 2.如权利要求1所述的气溶胶富集用定量小体积样本PH值检测装置， 其特征在于： 所述 定量小体积气溶胶溶 液样本的体积范围为10 ‑25ml。 3.如权利要求2所述的气溶胶富集用定量小体积样本PH值检测装置的设计方法， 其特 征在于： 包括以下步骤， SP1、 所述PH探头的外径为2 2mm， 即所述装配槽的内径最小为2 2mm； 所述PH探头的最低端与所述PH计的最低端的距离为25mm， 所述PH探头的最 高检测点与 其最低点的距离为15mm， 即所述PH探头的最小检测高度15mm， 在此前提下， 所述溶液环腔下 方的所述装配槽的最小高度为15m m， 所述溶 液环腔的高度为10m m； 所述进样接 头与所述出样接 头的外径均为5m m， 即所述 排液口的内径为5m m； SP2、 当检测最小的所述定量小体积气溶胶溶液样本时， 即检测的所述定量小体积气溶 胶溶液样本为 10 ml， 且以所述溶液环腔与所述集液底腔之间的所述装配槽的容积为基准， 设所述溶液环腔与所述集液底腔之间的所述装配槽内的气溶胶溶液高度为L， 所述装配槽 的直径为D， 所测气溶胶溶 液的体积为V， 则， V= （D÷2）2×L； 此时则是以所述PH探头的最小检测高度15mm为基准， 则L=15mm， 且必须保证V≤10ml， 才能确保其能够检测定量为10 ml小体积样 本， 而所述PH探头浸入气溶胶溶液中的圆筒状直 径是22mm， 所述装配槽的直径是D， 则必须D＞22mm， 在此条件下， 所述溶液环腔下方的所述 装配槽内可盛装的气溶胶溶 液的体积为， V= （D÷2）2×L≤10， 得D≤2 9.42mm， 即D的取值范围是2 2mm＜D≤29.42mm； SP3、 设定所述集液底腔的容积为VA、 所述溶液环腔下方的部分所述装配槽的容积为VB、 所述溶液环腔环绕 的部分所述装配槽以及所述溶液环腔的容积和为VC、 所述PH探头所占用 空间的容积为VE， 所述容器本体所能盛装的气溶胶溶 液样本的总容积为VO， 则VO=VA+VB+VC； 其中， 所述 集液底腔为圆台装腔体， 圆台小半径为R1， 高度为H1； 所述溶液环腔下 方的部分所述装配槽为圆柱形腔体， 半径为R2， 高度为H2； 所述溶液环腔环绕的部分所述装配槽以及所述溶液环腔为圆柱形腔体， 半径为R3， 高度 为H3， 则， VA=1/3 πH1（R1²＋R2²＋R1R2） ； VB= π R2²H2； VC= π R3²H3； 由步骤SP1和步骤SP2可知， R1=2.5mm， H2=15mm， H3=10mm， 且22mm＜D≤29.42mm， 取D=权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389292 B 226mm， 则R2=13mm； 根据试验获取H1=3mm； 通过排水法， 测得 所述PH探头所占用空间的容积为VE≈5ml， 取E =5ml； 检测时， 所述容器本体内的所盛装的气溶胶溶液样本容积为V总， 则V总= VO‑VE=VA+VB+VC‑ VE， 即V总= 1/3 πH1（R1²＋R2²＋R1R2） ＋ π R2²H2＋ π R3²H3‑5； SP4、 必须使V总≥25 ml， 才能确保其能够检测定量为25ml小体积样本， 即V总=1/3πH1（R1² ＋R2²＋R1R2） ＋ π R2²H2＋ π R3²H3‑5≥25 ml； 将步骤SP1至步骤SP3中各已知数据代入V总的计算公司， 得R3≥26.1mm， 取整得R3=30mm， 即， 所述集液底腔的小半径为R1=2.5mm， 高度为H1=3.0mm； 所述溶液环腔的半径为R2=13mm， 高度为H2=10mm； 所述溶液环腔环绕的部分所述装配槽以及所述溶液环腔为圆柱形腔体， 半径为R3= 30mm， 高度为H3=10mm。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389292 B 3