[发明专利]气溶胶场致电离电荷源装置

说明书

技术领域]

本发明涉及大气气溶胶监测技术领域，具体是气溶胶场致电离电荷源装置。 

背景技术

随着经济的不断发展，颗粒物污染成为大气的首要污染源，大气气溶胶细粒子谱分布作为影响和表征大气空气质量的重要参数，越来越受到人们的关注。特别是大气中的纳米级超细粒子，由于其独特的固有属性如巨大的表面效应、量子效应、界面效应以及由此引起的异常的吸附能力、化学反应能力和光催化性能等，对其开展的粒径谱分布研究成为21世纪众多行业研究的热点。目前，对大气气溶胶细粒子谱分布(特别是超细粒子)的研究，较为成熟的技术是在对粒子完成荷电的情况下，根据粒子电迁移率的不同将其按粒径进行分级，并进行浓度统计。气溶胶电荷源是一种能够稳定产生大量自由电荷的装置，在进行粒径分级时，粒子荷电效率将直接影响粒径的分级效率，特别是纳米级的超细粒子，由于粒子横截面积较小，用传统的双极性电荷源对其进行电荷加载将很难保证荷电效率，这也直接影响了仪器的检测下限。当今，国际上只有少数发达国家有能力进行大气细粒子谱监测仪器的设计开发，但产品内部电荷源主要是利用放射源(如Po210、Kr85、Am241等)使空气电离产生等量异号电荷来完成粒子电荷中和过程。这一方面将导致仪器的检测下限受限，另一方面由于其潜在的核泄漏的危险性，使得放射源的使用也受到种种限制。利用高压电晕放电的方式，可以按照实际需求产生足量的电荷，实现气溶胶粒子的单极性荷电或者双极性荷电，目前，该技术在静电除尘领域已经得到较为广泛的应用。将该技术引入大气气溶胶在线监测仪器中，可以实现纳米级颗粒物的高效率荷电，并最终提高仪器对于纳米级超细颗粒物的分辨能力。 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用场致电离的方式实现电极间的高压电晕放电产生大量电荷的气溶胶场致电离电荷源装置。用于在不改变粒径分布特征的前提下，实现气溶胶粒子特别是超细粒子的高效率荷电。 

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为： 

气溶胶场致电离电荷源装置，其特征在于：包括两端有端壁的撞击式粒子过滤器腔体，所述端壁上开有通孔，一个通孔中安装有气溶胶进气管，所述气溶胶进气管内前端安装有喷嘴，喷嘴前方的有安装于腔体中的可拆卸的撞击台，所述撞击式粒子过滤器腔体下方联通有场致电离电荷源腔体，所述场致电离电荷源腔体的一端紧密安装有可拆卸的绝缘活塞，所述绝缘活塞中开有通孔，所述通孔中安装有高压电极，所述高压电极的一端通过导线连接高压电源，所述场致电离电荷源腔体的另一端紧密安装有可拆卸的接地电极盖，所述接地电极盖通过导线接地，所述接地电极盖伸入场致电离电荷源腔体内部分的内壁为圆锥形，所述接地电极盖中间还开有供气溶胶排出的通孔，所述高压电极的放电尖端伸入所述场致电离电荷源腔体内的接地电极盖的圆锥形内壁中，所述接地电极盖与所述高压电极同轴安装，接地电极盖通孔外侧有排气管。 

所述的气溶胶场致电离电荷源装置，其特征在于：所述撞击台为端部有挡沿的柱形台，撞击台柱身上成型有外螺纹，所述撞击式粒子过滤器腔体与撞击台配合的通孔中成型有内螺纹，所述撞击台螺合在所述撞击式粒子过滤器腔体一端，其档沿抵在所述撞击式粒子过滤器腔体端壁外侧。 

所述的气溶胶场致电离电荷源装置，其特征在于：所述绝缘活塞为端部有挡沿的柱形活塞，其柱身上成型有外螺纹，所述场致电离电荷源腔体与绝缘活塞配合的一端内壁成型有内螺纹，所述绝缘活塞螺合在所述场致电离电荷源腔体一端，其档沿抵在所述场致电离电荷源腔体端面外侧。 

所述的气溶胶场致电离电荷源装置，其特征在于：所述接地电极盖为端部有挡沿的柱形盖，其柱身上成型有外螺纹，所述场致电离电荷源腔体与接地电极盖配合的一端内壁成型有内螺纹，所述接地电极盖螺合在所述场致电离电荷源腔体一端，其档沿抵在所述场致电离电荷源腔体端面外侧。 

所述的气溶胶场致电离电荷源装置，其特征在于：所述撞击台正对所述气溶胶进气管的面为撞击面，所述撞击面上镀有粗糙的铜膜。 

所述的气溶胶场致电离电荷源装置，其特征在于：所述撞击式粒子过滤器腔体、场致电离电荷源腔体和绝缘活塞均采用聚四氟乙烯材料制成。 

所述的气溶胶场致电离电荷源装置，其特征在于：所述接地电极盖采用不锈 钢材料制成。