科创中国
空气污染物高速采样超声装置
发布时间: 2025-10-27
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
节能环保产业
成果介绍
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。
成果亮点
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。
团队介绍
南京航空航天大学创建于1952年10月，是新中国自己创办的第一批航空高等院校之一。1978年被国务院确定为全国重点大学；1981年经国务院批准成为全国首批具有博士学位授予权的高校；1996年进入国家“211工程”建设；2000年经教育部批准设立研究生院；2011年，成为“985工程优势学科创新平台”重点建设高校；2017年，进入国家“双一流”建设序列。学校获部省级以上科技成果奖1556项，其中国家奖78项，建有机械结构力学及控制国家重点实验室等5个国家级科研平台、71个部省级科研平台，为共和国贡献了若干个第一，包括我国第一架无人驾驶大型靶机、第一架无人驾驶核试验取样机、第一架高原无人驾驶机、第一架无人驾驶直升机、第一架微型飞行器等。在基础研究领域，学校取得了“直升机广义涡流理论”、“振动控制系统的非线性动力学理论”、“飞机制造协调准确度与容差分配理论”等一批在国内外具有重要影响的理论成果。在国防科技领域，学校参与了我国几乎所有航空重要型号的预研、技术攻关、试验研究，有多项技术在“嫦娥三号”等航天工程中得到了成功应用，为我国航空航天事业发展做出了重要贡献。
成果资料
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