[发明专利]颗粒物进样装置、气溶胶质谱仪、单颗粒直径测量方法

权利要求书

1.一种颗粒物进样装置，其特征在于，包括装置腔(3)、气压传感器(10)、温湿度传感器(11)；

所述装置腔(3)上开设有进口(1)、出口(2)、旁路进口(15)和旁路出口(16)；所述进口(1)用于环境气溶胶进入，所述出口(2)连通至气溶胶质谱仪的空气动力学透镜(8)入口，在装置腔(3)的进口(1)和出口(2)之间形成气溶胶流动通道；所述旁路进口(15)和旁路出口(16)之间通过旁路管路(14)连通，旁路管路(14)位于装置腔(3)外部，旁路进口(15)靠近进口(1)设置，且旁路出口(16)和旁路进口(15)均位于气溶胶流动通道上；

所述旁路管路(14)上由旁路进口(15)和旁路出口(16)依次设置有抽气泵(5)和气压调节阀(6)；所述气压传感器(10)的检测端和所述温湿度传感器(11)的检测端均位于装置腔(3)内，气压调节阀(6)开度和抽气泵(5)转速根据气溶胶质谱仪第一束测径激光(21)和第二束测径激光(22)记录的单颗粒信号的频率确定，使装置腔(3)内的气溶胶满足以下条件：

ln(τ)和ln(Stk_m)¹²存在线性关系，其中，τ为颗粒飞行时间，α₁和α₂为颗粒类型第一参数和颗粒类型第二参数，P₀为一个标准大气压，T₀表示常温，D_n为空气动力学透镜(8)出口喷嘴(20)的孔径，ρ_p为颗粒的密度，D_p为颗粒的直径，χ为颗粒的形状因子，P_lens为空气动力学透镜(8)进口气压，Z₀为载气参数。

2.根据权利要求1所述颗粒物进样装置，其特征在于：还包括排气管路(13)和单向阀(17)；

所述排气管路(13)一端与外部连通，另一端与旁路管路(14)连通，单向阀(17)设置在排气管路(13)和旁路管路(14)之间。

3.根据权利要求2所述颗粒物进样装置，其特征在于：所述单向阀(17)与气压传感器(10)相连，用于在气压传感器(10)的监测值超出预设值时，开启单向阀(17)。

4.根据权利要求2或3所述颗粒物进样装置，其特征在于：所述排气管路(13)的另一端分为调节路(18)和废气路(19)；

所述单向阀(17)设置在调节路(18)上；

所述废气路(19)与气溶胶质谱仪废气管路的真空泵(9)连通。

5.根据权利要求4所述颗粒物进样装置，其特征在于：还包括第一过滤器(4)和第二过滤器(7)；

所述第一过滤器(4)位于旁路进口(15)和抽气泵(5)之间，所述第二过滤器(7)位于气压调节阀(6)和旁路出口(16)之间。

6.根据权利要求5所述颗粒物进样装置，其特征在于：

所述装置腔(3)呈柱状，所述进口(1)和所述出口(2)分别位于装置腔(3)的两端，旁路进口(15)和旁路出口(16)均位于装置腔(3)的侧壁上，所述气溶胶流动通道沿装置腔(3)的轴向设置。

7.一种气溶胶质谱仪，其特征在于：包括空气动力学透镜(8)、质量分析器和权利要求1至6任一所述的颗粒物进样装置(12)；

所述颗粒物进样装置的出口(2)与空气动力学透镜(8)入口相连；

所述空气动力学透镜(8)出口喷嘴(20)处，沿垂直于空气动力学透镜(8)轴向设置有第一束测径激光(21)和第二束测径激光(22)，记录颗粒飞越第一束测径激光(21)和第二束测径激光(22)的时刻，计算颗粒飞行时间τ。