[發明專利]一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀

在審

• 申請號: 202010531298.4
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111681942A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 唐小鋒;溫作贏;顧學軍;張為俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01J49/02
• 分類號: H01J49/02;H01J49/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 顧煒

1.一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是，所述的氣溶膠質譜儀包括帶電器(1)、粒徑分析器(2)、水基生長管(3)、濃縮器(4)、空氣動力學透鏡(5)、熱解析氣化器(6)、電離源(7)、離子導入器(8)、質量分析器(9)，并依次序連接；即帶電器(1)的出口與粒徑分析器(2)連接，粒徑分析器(2)后面連接水基生長管(3)，水基生長管(3)后面連接濃縮器(4)，濃縮器(4)的出口與空氣動力學透鏡(5)連接，后面依次連接有熱解析氣化器(6)、電離源(7)、離子導入器(8)和質量分析器(9)。

2.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：顆粒物通過帶電器(1)帶上電荷，然后傳入到粒徑分析器(2)中進行粒徑選擇；所述帶電器(1)選用軟X-射線、α放射源和電場放電方式之一使顆粒物進行帶電。

3.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：通過改變粒徑分析器(2)的電壓，能夠選出對應粒徑的單分散顆粒物；所述粒徑分析器(2)有兩種工作模式，即通過掃描電壓來依次分粒徑選擇超細顆粒物，或者固定電壓使某一預定粒徑的顆粒物通過。

4.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：所述水基生長管(3)由冷-熱-冷三段不同溫度分布的管道組成，內部的水汽呈過飽和狀態；當顆粒物通過水基生長管(3)時，水汽在顆粒物表面凝結生長，顆粒物的粒徑增大到微米量級。

5.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：所述濃縮器(4)包括一大一小兩個排氣口，分別用于大小不同流量的顆粒物傳輸；排氣口位于濃縮器的側邊，與抽氣泵相連，濃縮器采用空氣動力學原理，將氣溶膠中將大部分傳輸顆粒物的載氣抽離，粒徑增大后的顆粒從中間小孔往下游傳輸，達到濃縮顆粒物數濃度的效果。

6.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：所述空氣動力學透鏡(5)由一系列薄片孔組成，顆粒物在空氣動力學透鏡(5)中聚焦成一束粒子束，粒徑增大和濃縮后的顆粒物通過空氣動力學透鏡(5)傳輸到氣溶膠質譜儀的真空腔體里。

7.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：所述熱解析氣化器(6)的加熱溫度能夠調節，使顆粒物在熱解析氣化器(6)的表面上吸收熱量后氣化成氣態分子，同時被電離源(7)電離成離子。

8.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：所述離子導入器(8)在施加電壓后，將離子從電離區引出，傳輸進入質量分析器(9)中，通過測量離子質量獲得顆粒物的成分信息。

9.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：所述電離源(7)選用電子轟擊、化學電離、激光照射、真空紫外燈照射、同步輻射光照射之一。

10.根據權利要求1所述的一種在線測量超細顆粒物化學成分的氣溶膠質譜儀，其特征是：所述質量分析器(9)使用飛行時間質量分析器、四極桿質量分析器或離子阱質量分析器之一。