[發明專利]大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置

在審

• 申請號: 201510969059.6
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105403489A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 鄭海洋;丁蕾;王穎萍;方黎
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生

1.一種大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，由氣溶膠束流進出樣部件、光學采樣部件和控制處理部件組成，其中的光學采樣部件含有氣溶膠粒徑光學采樣器，其特征在于：

所述光學采樣部件還設置有其采樣光路位于氣溶膠粒徑光學采樣器采樣光路下方的氣溶膠形狀光學采樣器；

所述氣溶膠形狀光學采樣器為紫色激光器(1)及其光路上依次置有的紫色激光準直聚焦透鏡(2)、氣溶膠測量作用區(3)、紫色激光消光器(4)、散射光選通光闌(5)、散射光耦合透鏡組(6)、空間濾波光闌(7)、散射光分束聚焦透鏡組(8)和光電探測陣面(9)，其中，紫色激光準直聚焦透鏡(2)的輸出光束焦點位于氣溶膠測量作用區(3)中，光電探測陣面(9)的輸出端與控制處理部件電連接。

2.根據權利要求1所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是紫色激光器(1)為輸出波長405nm的半導體激光器。

3.根據權利要求1所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是氣溶膠測量作用區(3)和紫色激光消光器(4)的間距為60～80mm。

4.根據權利要求1所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是散射光選通光闌(5)為其上置有等方位角設置三只通光孔的光闌。

5.根據權利要求4所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是散射光分束聚焦透鏡組(8)由同一平面上等方位角設置的第一分束透鏡(8-1)、第二分束透鏡(8-2)和第三分束透鏡(8-3)組成。

6.根據權利要求5所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是光電探測陣面(9)由分別位于第一分束透鏡(8-1)、第二分束透鏡(8-2)和第三分束透鏡(8-3)焦點處的第一光電倍增管(9-1)、第二光電倍增管(9-2)和第三光電倍增管(9-3)組成。

7.根據權利要求1所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是氣溶膠束流進出樣部件的組成為，一端為錐形進樣外噴口(16)的外管(21)中同軸嵌套有其一端為錐形進樣內噴口(17)的氣溶膠透鏡管(20)，抽氣口(22)位于錐形進樣外噴口(16)的下方，其中，氣溶膠透鏡管(20)的內腔中置有一片以上的、其孔徑自上而下遞減的中心為圓通孔的薄片。

8.根據權利要求1所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是氣溶膠粒徑光學采樣器的組成為，紅色激光器(10)及其光路上依次置有紅色激光準直透鏡組(11)、雙折射晶體(12)、氣溶膠測量作用區(3)和紅色激光消光器(14)，以及橢球面反射鏡(13)和雪崩二極管(15)，其中，雙折射晶體(12)輸出的兩束分開方向與氣溶膠粒子運動方向相平行的兩束平行光的光斑均位于氣溶膠測量作用區(3)中，橢球面反射鏡(13)位于其中垂線與雙折射晶體(12)輸出光軸呈30～60°角的延長線上，且其一個焦點位于氣溶膠測量作用區(3)中、另一個焦點位于雪崩二極管(15)上。

9.根據權利要求8所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是紅色激光器(10)為輸出波長650nm的半導體激光器。

10.根據權利要求9所述的大氣顆粒物的粒徑與形狀測量裝置，其特征是氣溶膠測量作用區(3)中的紫色激光準直聚焦透鏡(2)的輸出光束焦點位于雙折射晶體(12)輸出的兩束平行光中下束光斑的下方0.5～1mm處。