[发明专利]一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置

说明书

本发明公开了一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置，包括：测量腔设置在表面波成像基底上；表面波成像基底的下方依次设置油浸显微物镜、显微成像组件、偏振滤波器件和成像探测器；油浸显微物镜设置在显微成像组件的前端；表面波激发组件设置在显微成像组件的侧面，该表面波激发组件的出射光依次经显微成像组件、油浸显微物镜、表面波成像基底至测量腔，再由测量腔依次至表面波成像基底、油浸显微物镜、显微成像组件和偏振滤波器件到达成像探测器形成检测光路。该装置成像灵敏度高，可以针对单个超细大气颗粒物实现实时动态监测，且可以工作在真实的大气环境中，配合的表面波成像基底可以重复使用、可靠性高。

技术领域

本发明涉及大气超细颗粒物检测领域，尤其涉及一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置。

背景技术

大气污染是我国乃至世界最重要的环境污染问题之一。近些年来的研究证明，直径小于100纳米的超细大气颗粒污染物在特定的湿度条件下，由于吸湿增长的因素，会形成尺寸接近可见光波长的液滴悬浮在空中，消光性能显著增强。此类颗粒物一旦达到特定浓度，极容易造成灰霾天气的形成，能见度下降，并进一步伤害人类的呼吸系统，给生产生活造成极大影响。而相较于传统研究的PM2.5，超细颗粒物由于具有更小的尺寸，其吸湿增长过程具有更大的研究难度。

传统的大气超细颗粒物研究方式主要采用气溶胶加湿串联差分分析仪和环境电子显微镜，但在实际应用中存在很大的局限性，其至少存在以下问题：

(1)无法检测单颗粒：气溶胶加湿串联差分分析仪只能够获得大量颗粒群体通过加湿管道后尺寸变化的平均效应，无法获得单一颗粒物在特定环境中的实际变化

(2)无法对颗粒物直接观测：气溶胶加湿串联差分分析仪由于需要在飞行过程中对颗粒群体进行加湿或其他环境操作，缺少直接观测的手段，只有末状态的颗粒参数。

(3)时间分辨率差：气溶胶加湿串联差分分析仪由于无法直接观测的手段，无法实时检测颗粒物在变化环境下的动态过程，通过气溶胶加湿串联差分分析仪的单次分析时间需要数十分钟，时间分辨率很低。

(4)工作环境单一：环境电子显微镜具备单颗粒无检测的手段，但由于其需要工作在高真空的环境中，只可模拟相对湿度，而无法在真实的大气环境湿度中工作。

(5)价格昂贵：环境电子显微镜由于是基于电子显微镜改造而来，价格昂贵，使用成本高。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置，能解决现有大气超细颗粒物检测采用气溶胶加湿串联差分分析仪和环境电子显微镜，存在的等问题无法检测单颗粒、无法对颗粒物直接观测、时间分辨率差、工作环境单一以及价格昂贵等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置，该装置包括：测量腔、表面波成像基底、油浸显微物镜、显微成像组件、表面波激发组件、偏振滤波器件和成像探测器；其中，

所述测量腔设置在所述表面波成像基底上；

所述表面波成像基底的下方依次设置所述油浸显微物镜、所述显微成像组件、所述偏振滤波器件和成像探测器；

所述油浸显微物镜设置在所述显微成像组件的前端；

所述表面波激发组件设置在所述显微成像组件的侧面，该表面波激发组件的出射光依次经所述显微成像组件、所述油浸显微物镜、所述表面波成像基底至所述测量腔，再由所述测量腔依次经所述表面波成像基底、所述油浸显微物镜、所述显微成像组件和所述偏振滤波器件到达所述成像探测器形成检测光路。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置，其有益效果为：