科创中国

一、成果简介

利用简易设备对空气中的污染物尤其是低浓度污染物进行高速采样是气体分析和环保行业面临的一个技术难题。本团队提出并研发了一种基于超声原理的空气污染物高速采样装置，可以实现对PM2.5、更大颗粒物以及气体分子的有效捕捉，其捕捉能力已高于120 mg/m²·min（烟雾的浓度为20m g/L ）。

 原理：利用共振驻波声场产生的声辐射力和声学流场，把声场中的PM2.5、更大的颗粒物以及气体分子聚集到采样板的表面。

技术途径：将低频超声换能器（已商业化）设置在反射板的上方；调节超声换能器辐射面与反射板之间的距离，以获得共振驻波声场；用开关电源驱动换能器，在辐射面和反射板之间形成共振驻波声场，产生所需的声辐射力和声学流场，捕捉声场中的PM2.5以及更大的颗粒物并把它们聚集到反射板的表面，反射板同时也作为采样板使用；在采样板表面设置功能涂层，借助超声场中的声辐射力,可有选择性地捕捉空气中的气体分子。

在2015年首次提出了该空气污染物高速采样装置的工作原理并实验验证了其有效性（已获中国发明专利授权）。样机测试表明：利用该装置，可实现PM2.5以及更大颗粒物的有效捕捉，其捕捉能力已高于120 mg/m²·min（烟雾的浓度为20m g/L ）。

二、主要技术指标

1. 捕捉能力已高于120 mg/m²·min（烟雾的浓度为20m g/L ）。

2. 不使用马达和空气泵。

3. 超声装置的功耗小于10W。

4. 采样板是可循环使用的基板材料，也可以是一次性的可降解材料。

5．产品集成过程不产生有毒有害物质，绿色环保。

三、知识产权

1.胡俊辉、王燕俊，细微颗粒捕捉装置，中国发明专利，专利号： 201310125342.1；

2.胡俊辉，王燕俊，夹心式物理杀菌装置，中国发明专利，专利号：201410537610.5。

四、应用领域及市场前景

环保领域的低浓度空气污染物检测、微量气体的分析等。