[發明專利]一種基于表面波成像的大氣超細顆粒物吸濕增長檢測裝置

在審

• 申請號: 202010316229.1
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN113533142A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張斗國;蒯雁
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

本發明公開了一種基于表面波成像的大氣超細顆粒物吸濕增長檢測裝置，包括：測量腔設置在表面波成像基底上；表面波成像基底的下方依次設置油浸顯微物鏡、顯微成像組件、偏振濾波器件和成像探測器；油浸顯微物鏡設置在顯微成像組件的前端；表面波激發組件設置在顯微成像組件的側面，該表面波激發組件的出射光依次經顯微成像組件、油浸顯微物鏡、表面波成像基底至測量腔，再由測量腔依次至表面波成像基底、油浸顯微物鏡、顯微成像組件和偏振濾波器件到達成像探測器形成檢測光路。該裝置成像靈敏度高，可以針對單個超細大氣顆粒物實現實時動態監測，且可以工作在真實的大氣環境中，配合的表面波成像基底可以重復使用、可靠性高。

技術領域

本發明涉及大氣超細顆粒物檢測領域，尤其涉及一種基于表面波成像的大氣超細顆粒物吸濕增長檢測裝置。

背景技術

大氣污染是我國乃至世界最重要的環境污染問題之一。近些年來的研究證明，直徑小于100納米的超細大氣顆粒污染物在特定的濕度條件下，由于吸濕增長的因素，會形成尺寸接近可見光波長的液滴懸浮在空中，消光性能顯著增強。此類顆粒物一旦達到特定濃度，極容易造成灰霾天氣的形成，能見度下降，并進一步傷害人類的呼吸系統，給生產生活造成極大影響。而相較于傳統研究的PM2.5，超細顆粒物由于具有更小的尺寸，其吸濕增長過程具有更大的研究難度。

傳統的大氣超細顆粒物研究方式主要采用氣溶膠加濕串聯差分分析儀和環境電子顯微鏡，但在實際應用中存在很大的局限性，其至少存在以下問題：

(1)無法檢測單顆粒：氣溶膠加濕串聯差分分析儀只能夠獲得大量顆粒群體通過加濕管道后尺寸變化的平均效應，無法獲得單一顆粒物在特定環境中的實際變化

(2)無法對顆粒物直接觀測：氣溶膠加濕串聯差分分析儀由于需要在飛行過程中對顆粒群體進行加濕或其他環境操作，缺少直接觀測的手段，只有末狀態的顆粒參數。

(3)時間分辨率差：氣溶膠加濕串聯差分分析儀由于無法直接觀測的手段，無法實時檢測顆粒物在變化環境下的動態過程，通過氣溶膠加濕串聯差分分析儀的單次分析時間需要數十分鐘，時間分辨率很低。

(4)工作環境單一：環境電子顯微鏡具備單顆粒無檢測的手段，但由于其需要工作在高真空的環境中，只可模擬相對濕度，而無法在真實的大氣環境濕度中工作。

(5)價格昂貴：環境電子顯微鏡由于是基于電子顯微鏡改造而來，價格昂貴，使用成本高。

發明內容

基于現有技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種基于表面波成像的大氣超細顆粒物吸濕增長檢測裝置，能解決現有大氣超細顆粒物檢測采用氣溶膠加濕串聯差分分析儀和環境電子顯微鏡，存在的等問題無法檢測單顆粒、無法對顆粒物直接觀測、時間分辨率差、工作環境單一以及價格昂貴等問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明實施方式提供一種基于表面波成像的大氣超細顆粒物吸濕增長檢測裝置，該裝置包括：測量腔、表面波成像基底、油浸顯微物鏡、顯微成像組件、表面波激發組件、偏振濾波器件和成像探測器；其中，

所述測量腔設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設置所述油浸顯微物鏡、所述顯微成像組件、所述偏振濾波器件和成像探測器；

所述油浸顯微物鏡設置在所述顯微成像組件的前端；

所述表面波激發組件設置在所述顯微成像組件的側面，該表面波激發組件的出射光依次經所述顯微成像組件、所述油浸顯微物鏡、所述表面波成像基底至所述測量腔，再由所述測量腔依次經所述表面波成像基底、所述油浸顯微物鏡、所述顯微成像組件和所述偏振濾波器件到達所述成像探測器形成檢測光路。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的基于表面波成像的大氣超細顆粒物吸濕增長檢測裝置，其有益效果為：