一种纳米气溶胶吸湿性测量系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例涉及大气测量技术领域，具体涉及一种纳米气溶胶吸湿性测量系统和方法。一种纳米气溶胶吸湿性测量系统，包括：依次相连接的气溶胶选取单元、气溶胶加湿单元、粒径分布测量单元和计算单元；气溶胶选取单元，用于选取预定直径的待测气溶胶粒子；气溶胶加湿单元，用于对选取的预定直径的待测气溶胶粒子进行加湿以达到预定的湿度；缓存单元，用于暂存所述加湿后的所述待测气溶胶粒子；粒径分布测量单元，用于测量经过所述暂存单元的待测气溶胶粒子；计算单元，用于针对任意一个湿度，计算湿度对应的吸湿增长因子。本申请的缓存单元将待测气溶胶粒子进行缓存，更好地达到水汽平衡，尤其是对于小粒径的气溶胶粒子，可以提高后续的测量精度。

A Method and Method for Measuring Hygroscopicity of Nano-Aerosol

【技术实现步骤摘要】
一种纳米气溶胶吸湿性测量系统和方法
本专利技术实施例涉及大气测量
，具体涉及一种纳米气溶胶吸湿性测量系统和方法。
技术介绍
大气气溶胶是指悬浮在大气中空气动力学直径为0.001-100μm的液体、固体微粒体系。吸湿性是气溶胶的主要性质之一，是指气溶胶在周围环境相对湿度(RH)增加时的吸水能力，与粒径、化学成分等有关。迄今为止，虽然对粒径大于100nm的纯无机盐或一定程度盐混合物的吸湿性开展了较为广泛的研究，但是测量的精度低。近年来的研究表明，这些核模态细粒子，无论是在大陆边界层、污染城市区域、工业烟羽，还是在对流云或潮间带，都被广泛观测到。但是现有的测量技术由于测量的精度比较低，不能够对细粒子进行测量并深入研究。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种纳米气溶胶吸湿性测量系统和方法，以解决现有技术中测量的精度低的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，一种纳米气溶胶吸湿性测量系统，包括：依次相连接的气溶胶选取单元、气溶胶加湿单元、粒径分布测量单元和计算单元；所述气溶胶选取单元，用于选取预定直径的待测气溶胶粒子；所述气溶胶加湿单元，用于对所述选取的预定直径的待测气溶胶粒子进行加湿以达到预定的湿度；缓存单元，用于暂存所述加湿后的所述待测气溶胶粒子；粒径分布测量单元，用于测量经过所述暂存单元的待测气溶胶粒子；计算单元，用于针对任意一个湿度，计算所述湿度对应的吸湿增长因子。进一步地，还包括湿气发生单元，用于产生预定湿度的湿气，以及将所述湿气输送到所述气溶胶加湿单元中。进一步地，所述湿气发生单元，包括：零空气发生器、与所述零空气发生器相连的并联的第一输送管道和第二输送管道；所述零空气发生器，用于生成零空气；所述零空气分别输送到第一输送管道和第二输送管道；所述第一输送管道上设置有气体加湿管和第一流量计；所述气体加湿管用于对经过的零空气进行加湿；所述第一流量计用于调节所述第一输送管道上的流量；所述第二输送管道上设置有第二流量计；所述第二流量计用于调节所述第二输送管道上的流量；第一管道上的气体和第二管道上的气体经过混合之后，输送到所述气溶胶加湿单元中。进一步地，所述计算单元还用于，计算多组湿度和吸湿增长因子，生成湿度和吸湿增长因子的曲线图。根据本专利技术实施例的第二方面，本申请提出了一种纳米气溶胶吸湿性测量方法，包括：选取预定直径的待测气溶胶粒子；对所述选取的预定直径的待测气溶胶粒子进行加湿以达到预定的湿度；暂存所述加湿后的所述待测气溶胶粒子；测量经过暂存处理后的待测气溶胶粒子；针对任意一个湿度，计算所述湿度对应的吸湿增长因子。进一步地，所述方法还包括：产生预定湿度的湿气，将所述湿气输送到所述气溶胶加湿单元中。进一步地，产生预定湿度的湿气，包括：生成零空气；将零空气分别输送到并联的第一输送管道和第二输送管道；所述第一输送管道对经过的零空气进行加湿处理；分别调节所述第一输送管道和第二管道上的气体流量；将所述经过第一管道和第二管道的气体混合得到预定湿度的湿气。进一步地，所述方法还包括，计算多组湿度和吸湿增长因子，生成湿度和吸湿增长因子的曲线图。本专利技术实施例具有如下优点：缓存单元，暂存所述加湿后的所述待测气溶胶粒子；对于小粒径的气溶胶粒子，经过缓存后，再进行后续的测量，可以提高测量的精度。可以产生预定的湿度的湿气，从而便于实验，得到多组实验数据。可以生成湿度和吸湿增长因子的曲线图，可以使得测量的结果显示的更加形象。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施例提供的一种纳米气溶胶吸湿性测量系统示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种纳米气溶胶吸湿性测量方法流程图；图3为本专利技术实施例提供的另一种纳米气溶胶吸湿性测量系统示意图；图4为本专利技术实施例提供的加湿后不经过缓冲玻璃容器和经过缓冲玻璃容器后的粒谱分布对比图；图5为本专利技术实施例提供的样气和nano-DMA2鞘气的典型动态加湿过程示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种粒径分布示意图；图7为本专利技术实施例提供的理论曲线和实验值的对比示意图。图中：1硅胶干燥管；2-1静电分级器；2-2静电分级器；3-1-第一级纳米差分电迁移分析仪nano-DMA1；3-2-第二级纳米差分电迁移分析仪nano-DMA1；4-1-温湿度传感器；4-2-温湿度传感器；4-3-温湿度传感器；5-Nafion管；6-缓冲玻璃容器；8-凝结粒子计数器；7-Nafion管；9-零空气发生器；10-1-三通；10-2-三通；11-质量流量计；12-水箱；13-抽水泵；14-气体加湿管。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本申请提出了一种纳米气溶胶吸湿性测量系统，参见附图1所示的纳米气溶胶吸湿性测量系统示意图，该系统包括：依次相连接的气溶胶选取单元101、气溶胶加湿单元102、缓存单元103、粒径分布测量单元104和计算单元105；所述气溶胶选取单元101，用于选取预定直径的待测气溶胶粒子；所述气溶胶加湿单元102，用于对所述选取的预定直径的待测气溶胶粒子进行加湿以达到预定的湿度；缓存单元103，用于暂存所述加湿后的所述待测气溶胶粒子；其中，缓存单元可以采用玻璃容器实现，将加湿后的所述待测气溶胶粒子暂时存放在玻璃容器中，静置一段时间之后，再进行后续的测量。粒径分布测量单元104，用于测量经过所述暂存单元的待测气溶胶粒子。计算单元105，用于针对任意一个湿度，计算所述湿度对应的吸湿增长因子。本申请的缓存单元103将待测气溶胶粒子进行缓存，更好地达到水汽平衡，申请人发现，对于小粒径的气溶胶粒子，如果不进行缓存，直接进入后续的测量环节，测量的精度降低，而本申请将小粒径的气溶胶粒子缓存静置一段时间，达到水汽平衡之后，再后续进行测量，则可以提高后续的测量精度。在一种可能的实施方式中，该系统还包括湿气发生单元，用于产生预定湿度的湿气，以及将所述湿气输送到所述气溶胶加湿单元中。在一种可能的实施方式中，所述湿气发生单元，包括：零空气发生器、与所述零空气发生器相连的并联的第一输送管道和第二输送管道；所述零空气发生器，用于生成零空气；所述零空气分别输送到第一输送管道和第二输送管道；所述第一输送管道上设置有气体加湿管和第一流量计；所述气体加湿管用于对经过的零空气进行加湿；所述第一流量计用于调节所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米气溶胶吸湿性测量系统，其特征在于，包括：依次相连接的气溶胶选取单元、气溶胶加湿单元、粒径分布测量单元和计算单元；所述气溶胶选取单元，用于选取预定直径的待测气溶胶粒子；所述气溶胶加湿单元，用于对所述选取的预定直径的待测气溶胶粒子进行加湿以达到预定的湿度；缓存单元，用于暂存所述加湿后的所述待测气溶胶粒子；粒径分布测量单元，用于测量经过所述暂存单元的待测气溶胶粒子；计算单元，用于针对任意一个湿度，计算所述湿度对应的吸湿增长因子。

【技术特征摘要】
1.一种纳米气溶胶吸湿性测量系统，其特征在于，包括：依次相连接的气溶胶选取单元、气溶胶加湿单元、粒径分布测量单元和计算单元；所述气溶胶选取单元，用于选取预定直径的待测气溶胶粒子；所述气溶胶加湿单元，用于对所述选取的预定直径的待测气溶胶粒子进行加湿以达到预定的湿度；缓存单元，用于暂存所述加湿后的所述待测气溶胶粒子；粒径分布测量单元，用于测量经过所述暂存单元的待测气溶胶粒子；计算单元，用于针对任意一个湿度，计算所述湿度对应的吸湿增长因子。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：湿气发生单元，用于产生预定湿度的湿气，以及将所述湿气输送到所述气溶胶加湿单元中。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述湿气发生单元包括：零空气发生器、与所述零空气发生器相连的并联的第一输送管道和第二输送管道；所述零空气发生器，用于生成零空气；所述零空气分别输送到第一输送管道和第二输送管道；所述第一输送管道上设置有气体加湿管和第一流量计；所述气体加湿管用于对经过的零空气进行加湿；所述第一流量计用于调节所述第一输送管道上的流量；所述第二输送管道上设置有第二流量计；所述第二流量计用于调节所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长进，李彪，周家成，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34