【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气环境细粒子检测
,具体是一种一体集成式微型平板大气细粒子谱测量装置及其测量方法。
技术介绍
近年来随着生活水平的不断上升,空气污染的不断恶化,人们逐渐把目光投向环境污染这块,对公共健康日益关注,尤其是对大气环境中的颗粒物变得格外重视。虽然细颗粒物只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。研究表明,颗粒越小对人体健康的危害越大。同时细颗粒物能飘到较远的地方,影响范围较大,因此在测量颗粒物浓度时有必要对颗粒物进行分级。目前国际上普遍采用光散射和空气动力学飞行时间测量相结合的方法来实现光散射粒径或者空气动力学粒径的测量,如光学粒子计数器/空气动力学粒径谱分析仪,但都很难测量粒径在300nm以下的大气细粒子。对于粒径在100nm以下的大气细粒子的粒径测量,国际上主要通过带电粒子在电场中的电迁移特性,根据不同粒径的粒子电迁移率不同,来实现粒径的分级。国际上传统的纳米级别的粒子分级仪器体积都比较庞大,分为好几个独立模块,而且价格都比较昂贵,如德国Grimm公司的研发人员将电迁移扫描和法拉第杯微电流检测相结合,设计了扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)+法拉第杯静电计(FCE)的组合测量系统,结构复杂、体积庞大,不适宜移动污染源的检测;美国TSI公司设计了快速电迁移率粒径谱仪(FMPS),采用单极性电晕放电扩散荷电方式,通过使用多电场分级和多静电 ...
【技术保护点】
一种一体集成式微型平板大气细粒子谱测量装置,其特征在于:包括单极性平板荷电模块(1)、颗粒物分级与反演模块(2)和微电流检测与信号处理模块(3);所述单极性平板荷电模块(1)包括相互平行且正对设置的第一上面板(11)和第一下面板(12)、嵌入第一上面板(11)中的若干绝缘块(13)、设置在第一下面板(12)内表面的荷电下电极(14)、穿透绝缘块(13)的针尖(15)、与针尖(15)连接的单极性高压源(16)以及设置在第一上面板(11)和第一下面板(12)前端的鞘气进气口(17);所述颗粒物分级与反演模块(2)包括相互平行且正对设置的第二上面板(21)和第二下面板(22)、调整第二上面板(21)与第二下面板(22)间距的中间垫片(23)、设置在第二上面板(21)和第二下面板(22)前端的声喷口(24)、分别开设在第二上面板(21)和第二下面板(22)上且紧邻声喷口(24)设置的对称样气进气口(25)、设置在第二上面板(21)与第二下面板(22)之间且位于对称样气进气口(25)后侧的层流片(26)、设置在第二上面板(21)内表面且位于层流片(26)后侧的上分离电极(27)、设置在第二下面板 ...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种一体集成式微型平板大气细粒子谱测量装置,其特征在于:
包括单极性平板荷电模块(1)、颗粒物分级与反演模块(2)和微电流
检测与信号处理模块(3);
所述单极性平板荷电模块(1)包括相互平行且正对设置的第一上
面板(11)和第一下面板(12)、嵌入第一上面板(11)中的若干绝缘
块(13)、设置在第一下面板(12)内表面的荷电下电极(14)、穿透绝
缘块(13)的针尖(15)、与针尖(15)连接的单极性高压源(16)以
及设置在第一上面板(11)和第一下面板(12)前端的鞘气进气口(17);
所述颗粒物分级与反演模块(2)包括相互平行且正对设置的第二
上面板(21)和第二下面板(22)、调整第二上面板(21)与第二下面
板(22)间距的中间垫片(23)、设置在第二上面板(21)和第二下面
板(22)前端的声喷口(24)、分别开设在第二上面板(21)和第二下
面板(22)上且紧邻声喷口(24)设置的对称样气进气口(25)、设置
在第二上面板(21)与第二下面板(22)之间且位于对称样气进气口(25)
后侧的层流片(26)、设置在第二上面板(21)内表面且位于层流片(26)
后侧的上分离电极(27)、设置在第二下面板(22)内表面且正对上分
离电极(27)的下分离电极(28)、开设在下分离电极(28)上靠后位
置处及第二下面板(22)上对应位置处的分级样气出气口(29)、一体
集成在第二下面板(22)外表面且位于分级样气出气口(29)处的法拉
第杯(210)、设置在法拉第杯(210)内部的第一敏感电极(211)以及
设置在法拉第杯(210)内表面且与第一敏感电极(211)电气连接的第
二敏感电极(212);
所述微电流检测与信号处理模块(3)包括控制器(31)、扫描电压
模块(32)、真空泵及其驱动模块(33)和微电流检测装置(34);所述
控制器(31)的输入端连接微电流检测装置(34)的输出端,所述控制
器(31)的输出端连接扫描电压模块(32)和真空泵及其驱动模块(33)
的输入端,所述微电流检测装置(34)的输入端连接第二敏感电极(212),
\t所述扫描电压模块(32)的输出端连接上分离电极(27)和下分离电极
(28);
所述第二上面板(21)的前端一体集成有第一斜板(201),所述第
二下面板(22)的前端一体集成有第二斜板(202);所述第一斜板(201)
一体集成在第一上面板(11)的后端,所述第二斜板(202)一体集成
在第一下面板(12)的后端;所述第二上面板(21)与第二下面板(22)
的间距小于第一上面板(11)与第一下面板(12)的间距。
2.根据权利要求1所述的一体集成式微型平板大气细粒子谱测量
装置,其特征在于:所述第一上面板(11)、第一下面板(12)、第二上
面板(21)、第二下面板(22)、第一斜板(201)和第二斜板(202)均
采用氧化铝陶瓷制备。
3.根据权利要求1所述的一体集成式微型平板大气细粒子谱测量
装置,其特征在于:所述第一上面板(11)和第一下面板(12)的外表
面均涂刷有第一屏蔽电极(18),所述第二上面板(21)、第二下面板(22)、
第一斜板(201)和第二斜板(202)的外表面均涂刷有第二屏蔽电极
(213),所述第一屏蔽电极(18)和第二屏蔽电极(213)均采用厚膜
电极。
4.根据权利要求1所述的一体集成式微型平板大气细粒子谱测量
装置,其特征在于:所述荷电下电极(14)、上分离电极(27)、下分离
电极(28)和第二敏感电极(212)均采用厚膜电极。
5.根据权利要求1所述的一体集成式微型平板大气细粒子谱测量
技术研发人员:王焕钦,曹阳阳,朱利凯,王英先,桂华侨,刘建国,杨义新,程寅,王杰,张礁石,余同柱,聂操,秦飞虎,罗子芳,
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
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