[发明专利]宽粒径范围的气溶胶质谱进样装置及气溶胶质谱仪

说明书

本发明涉及一种宽粒径范围的气溶胶质谱进样装置及气溶胶质谱仪，包括：气溶胶输送管、第一气溶胶聚焦件、第一缓冲管、临界孔板、缓冲腔体、第二缓冲管、第二气溶胶聚焦件、第三缓冲管及第三气溶胶聚焦件。在临界孔板之前设置有第一气溶胶聚焦件与第一缓冲管，第一气溶胶聚焦件将进入到临界孔板之前的样品气溶胶进行了预聚焦处理，从而能避免样品气溶胶中的较大颗粒在穿过临界孔板的中心孔时碰撞临界孔板而造成的损失，大幅度提升粒径在1μm以上的颗粒的传输性能，使得穿过临界孔板的中心孔的颗粒粒径范围增大，这样便能实现宽粒径范围的气溶胶颗粒的检测，此外，还大幅度降低大颗粒在临界孔板上沉积附着影响，减少了仪器维护清洗的频率。

技术领域

本发明涉及一种气溶胶质谱进样装置，特别是涉及一种宽粒径范围的气溶胶质谱进样装置及气溶胶质谱仪。

背景技术

地球系统中的大气颗粒物组分和来源十分复杂，了解颗粒物特别是单个颗粒的化学混合态以及大气过程，对于准确量化气溶胶的环境、气候和健康效应具有至关重要的意义。单颗粒质谱仪(SPMS)具有能够在线快速分析单个颗粒粒径与化学组成的突出优点，自上世纪90年代问世以来，已在气溶胶来源与转化和环境气候效应等方面得到了广泛应用。大气环境中的矿质、海盐和生物气溶胶很大一部分处于粗粒子模态(粒径3μm)，主要受限于SPMS的进样接口对粗颗粒的惯性碰壁损失，SPMS对10μm以下的颗粒检测能力比较有限，尤其是3微米以上的粗颗粒。如此，采用传统的进样接口，无法有效检测宽粒径范围(粒径为0～10μm)的气溶胶颗粒，限制了SPMS在生物气溶胶、大气颗粒源解析、大气老化机理等方面的应用能力。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种宽粒径范围的气溶胶质谱进样装置及气溶胶质谱仪，它能够实现宽粒径范围的气溶胶颗粒的检测。

其技术方案如下：一种宽粒径范围的气溶胶质谱进样装置，所述宽粒径范围的气溶胶质谱进样装置包括：

气溶胶输送管、第一气溶胶聚焦件、第一缓冲管及临界孔板，所述气溶胶输送管的一端为气溶胶进样口，所述气溶胶输送管的另一端与所述第一气溶胶聚焦件相连，所述第一气溶胶聚焦件与所述第一缓冲管相连，所述第一缓冲管与所述临界孔板相连；

缓冲腔体、第二缓冲管、第二气溶胶聚焦件、第三缓冲管及第三气溶胶聚焦件，所述缓冲腔体一端与所述临界孔板相连通，所述缓冲腔体另一端与所述第二缓冲管相连通，所述第二缓冲管与所述第二气溶胶聚焦件相连，所述第二气溶胶聚焦件与所述第三缓冲管相连，所述第三缓冲管与所述第三气溶胶聚焦件相连，所述第三气溶胶聚焦件用于将气溶胶颗粒送入到质谱真空检测机构中。

上述的宽粒径范围的气溶胶质谱进样装置，工作时，样品气溶胶通过气溶胶进样口进入到气溶胶输送管中，气溶胶输送管将样品气溶胶送入到第一气溶胶聚焦件，第一气溶胶聚焦件对样品气溶胶进行聚焦处理，以减小样品气溶胶的束宽；束宽减小后的样品气溶胶进入到第一缓冲管中，样品气溶胶经第一缓冲管进行缓冲处理；接着，样品气溶胶进入到临界孔板中，临界孔板能大大降低样品气溶胶的气压大小，提高真空度；气压减小后的样品气溶胶进入到缓冲腔体中进行缓冲过渡，使得气体和颗粒运行稳定；接着再经过第二缓冲管进入到第二气溶胶聚焦件中，第二气溶胶聚焦件对样品气溶胶进行聚焦处理，减小样品气溶胶的束宽大小；束宽减小的样品气溶胶继续进入到第三缓冲管中，经第三缓冲管缓冲后进入到第三气溶胶聚焦件中，第三气溶胶聚焦件进行聚焦加速后送入到质谱真空检测机构中。其中，由于在临界孔板之前设置有第一气溶胶聚焦件与第一缓冲管，第一气溶胶聚焦件将进入到临界孔板之前的样品气溶胶进行了预聚焦处理，从而能避免样品气溶胶中的较大颗粒在穿过临界孔板的中心孔时碰撞临界孔板而造成的损失，大幅度提升粒径在1μm以上的颗粒的传输性能，使得穿过临界孔板的中心孔的颗粒粒径范围增大，这样便能实现宽粒径范围的气溶胶颗粒的检测，此外，还大幅度降低大颗粒在临界孔板上沉积附着影响，减少了仪器维护清洗的频率。