[发明专利]一种利用云室进行微粒测量的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及微粒测量技术领域，尤其涉及一种利用云室进行微粒测量的系统及方法。

背景技术

目前，我国在纳米颗粒粒径测量技术及仪器方面主要集中在基于光散射法的测量装置上，例如，中国专利(公开号101571470A)提出了“一种纳米颗粒粒径测量装置及方法”，将无线电技术中的差拍技术用于动态光散射的频谱测量，通过对散射光信号的频谱的分析就能得到颗粒的粒径信息，为纳米颗粒粒径测量技术的进步提出了新的思路。中国专利(授权公告号CN200941092Y)提出了一种“空气悬浮颗粒物颗粒数及质量浓度检测仪”，包括计数传感装置、浓度传感装置、气泵及相应的后续处理电路，所述计数及浓度传感装置内分别设有光散射腔及与之配合的光路系统和气路系统。这类基于光学原理的测量方法或装置，虽然测量精度比较高，但是其成本往往比较高，限制了它的应用范围。

近年来，有人提出通过使颗粒带电来实现对纳米颗粒进行捕集。例如，中国专利(授权公告号CN1229637C)提出了一种“用于测定大气中悬浮颗粒物的方法和设备”，即利用由放电电极产生的单极性离子使所述悬浮颗粒物带有电荷，并且由此将带有电荷的颗粒吸附到相对于所述放电电极存在电位差的捕集电极上，从而利用该捕集电极将所述颗粒捕集起来。

同时，美国专利(申请号US20080047373A1)提出了一种“Particle measuring system and method”，通过设置分析器、过滤层对微粒进行分类，再对待测微粒进行凝结核化处理，利用光学装置测量其数量和粒度。

发明内容

本发明的目的是提供一种微粒测量装置及其测量方法，能够通过对拍摄的带电微粒在云室中的运动轨迹的图像分析来获得微粒的浓度和粒度，从而为微粒测量特别是纳米颗粒的测量技术的进步提出了新的思路。

一种利用云室进行微粒测量的系统，该系统包括有：

机身，它是与用途有关的支撑结构，包括有用以输送微粒的通道；

电荷附加器，它是与前述的机身对应设置的电荷释放结构，用以对待测量的微粒进行电荷附加操作；

云室，它是与机身对应设置的通过前述的电荷附加器来加载上电荷的带电微粒的最终导入场所，用以通过带点微粒在云室中的凝聚效应来显示出带电微粒的运动轨迹；

摄像装置，它是与前述的云室对应设置的摄像结构，用以摄录带电微粒在云室中凝聚的轨迹状况；

微粒分析组件，它与前述的摄像装置相连通，用以依据预先建立的微粒的轨迹状况与微粒状况的对应关系，对摄录的带电微粒的运动轨迹的状况进行分析，并判定得出微粒的状况。

进一步，所述的利用云室进行微粒测量的系统，还具有如下技术特征：

与所述的电荷附加器相连通，设置有用以向所述的电荷附加器提供电荷的电荷聚集器。

在所述的设置在机身上的通道上，以输送微粒为目的设置有微粒输送驱动装置，该微粒输送驱动装置可为可产生电场方向与通道内的微粒走向一致或相反的电场发生装置或可产生与通道内的微粒走向一致的风力发生装置。

在所述的通道上，设置有用以将微粒导入至通道内的微粒入口，对应着该微粒入口，在该通道上设置有用以对微粒实现过滤功能的过滤层。

所述的微粒分析组件，包括有用以将所述的运算处理器分析的微粒状况进行显示的微粒结果显示组件，在该微粒分析组件上设置有包括预先建立的微粒的标准运动轨迹与微粒状况的对应关系的参照标准模块，以及将微粒的实际运动轨迹与前述的参照标准模块中的标准运动轨迹进行比较的比较模块，以及将前述的比较模块所得的对比数据依据前述的参照标准模块中的对应关系进行判定的结果判定模块。

一种利用云室进行微粒测量的方法，所述的利用云室进行微粒测量的系统如前面所述，该方法包括如下步骤：

步骤1，给微粒加电；

步骤2，将带电微粒导入至云室；

步骤3，带电微粒在云室中运动，并摄录其运动状况；

步骤4，依据所摄录的数据分析微粒的状况。

进一步，所述的利用云室进行微粒测量的方法，还具有如下技术特征：

步骤1中，给微粒加电包括如下步骤：a、微粒经由过滤层过滤，筛选出待测微粒，b、待测微粒进入电荷附加通道，由电荷附加器向待测微粒附加电荷。

步骤2中，设置在通道上的微粒输送驱动装置提供与通道内的带电微粒走向一致或相反的电场，在电场力的驱动下，将带电微粒经由云室带电微粒入口输送至云室。