[實用新型]用于顆粒物粒徑測量的激光測徑系統和質譜儀

有效

• 申請號: 201822039316.8
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN209656505U
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 鄧飛;杜緒兵;喻佳俊;朱星高;劉平;代新;黃凱彬;劉今朝;陳穎
• 申請（專利權）人: 廣州禾信儀器股份有限公司
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N27/62
• 代理公司: 44224 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 鄭彤<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本實用新型涉及一種用于顆粒物粒徑測量的激光測徑系統，該激光測徑系統包括激光器、分光裝置、真空反射裝置、基板、第一固定板以及第二固定板；激光器設在基板上，且激光器能夠相對于基板移動；分光裝置設在第一固定板上，用于將激光器發出的一束激光分成兩束平行的激光束；真空反射裝置設在第二固定板上，用于將分光裝置分成的兩束平行的激光束反射入質譜儀的真空腔。該激光測徑系統利用反射的原理，將一束激光均勻的分成兩束，避免了兩個激光器能量衰減幅度不同，影響測徑系統的準確性和靈敏度的問題。本實用新型涉及的質譜儀中的激光測徑系統只需一個激光器，降低了激光測徑系統的占用空間，使儀器結構更緊湊，同時降低了成本。

技術領域

本實用新型涉及檢測技術領域，特別涉及一種用于顆粒物粒徑測量的激光測徑系統和質譜儀。

背景技術

眾所周知，大氣氣溶膠對環境以及人體健康有著巨大的影響，因此人們對其研究也越來越重視和深入。由于大氣氣溶膠的來源、演變較為復雜，深入研究其來源、理化性質以及演變的機理變的困難。單顆粒氣溶膠質譜儀作為一種新型的氣溶膠分析儀器，能夠從單個顆粒層面上測量顆粒尺寸大小和化學組成，對于研究大氣氣溶膠中顆粒物的種類、混合狀態、來源以及演變過程具有重要的作用。

單顆粒氣溶膠質譜儀由進樣系統、真空系統、激光測徑系統、電離系統、質量分析器、電控系統以及軟件分析系統等組成。儀器正常工作時，待測樣品首先經過進樣系統，將樣品中的氣溶膠顆粒物匯聚成穿過空氣動力學透鏡中心的顆粒束，并且不同粒徑大小的顆粒具有不同的速度，隨著粒徑的增大其速度越小。匯聚好的顆粒經過多級真空系統后，被激光測徑系統檢測，并通過計算得到顆粒物的粒徑以及速度等信息，同時記錄下顆粒物經過測徑系統時產生脈沖觸發信號的時刻T1。根據以上信息，計算得到電離激光器的觸發出光的T2時刻，使離子飛到電離激光電離位置的同時電離系統運行，將顆粒物電離，電離后的帶電粒子在質量分析器內被分析，得到顆粒的組成成分信息。

由儀器的工作原理可知，激光測徑系統是單顆粒氣溶膠質譜儀的一個重要組成部分，其可以準確快速的測定顆粒物的粒徑信息，并為單顆粒質譜儀的電離系統提供觸發時序信號，而目前單顆粒質譜儀主要采用的是兩光源雙光束激光測徑法。兩光源雙光束激光測徑法是利用在空間中設置兩束相隔一定間距，且相互交叉的激光束，顆粒物飛過第一束激光產生的散射光被光電倍增管(PMT)檢測后觸發計時器，記錄時間為t₀，顆粒物繼續飛行到與第一束激光間距為L的第二束激光處，散射光被第二個PMT檢測到，并記錄時間為t₁，根據飛行時間Δt(t₁-t₀)和距離L的關系計算出顆粒物的飛行速度V＝L/△t。由于顆粒物的飛行速度與其空氣動力學直徑(D_P)相關，從而可以間接測量得到顆粒的粒徑信息。

但是，目前質譜儀上常用的激光測徑系統普遍存在測量的準確性和靈敏度較低的問題，使得到的測量結果誤差較大。

實用新型內容

基于此，有必要提供一種用于顆粒物粒徑測量的激光測徑系統和質譜儀，以解決傳統的激光測徑系統的準確性和靈敏度低的問題。

一種用于顆粒物粒徑測量的激光測徑系統，包括激光器、分光裝置、真空反射裝置、基板、第一固定板以及第二固定板；

所述激光器設在所述基板上，且所述激光器能夠相對于所述基板移動；

所述分光裝置設在所述第一固定板上，用于將所述激光器發出的一束激光分成兩束平行的激光束；

所述真空反射裝置設在所述第二固定板上，用于將所述分光裝置分成的兩束平行的激光束反射入質譜儀的真空腔。

在其中一個實施例中，所述分光裝置包括：分光半反射鏡、分光全反射鏡、第一分光反射鏡架以及第二分光反射鏡架；

所述分光半反射鏡與所述分光全反射鏡分別設在所述第一分光反射鏡架和所述第二分光反射鏡架上；