[發明專利]一種碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置

在審

• 申請號: 202211523342.2
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN115753531A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 李光澤;馬曉燕;陳龍飛;常劉勇;張承林;崔博譞
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學杭州創新研究院
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/10;G01N21/65;G01N1/22
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 常祖正

1.一種碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置，其特征在于，包括：碳煙顆粒發生器、環境倉、光學勢阱形成單元、拉曼光譜儀、超景深光學顯微鏡、溫濕度控制單元以及數據采集及處理單元；

所述碳煙顆粒發生器，用于產生碳煙顆粒；

所述環境倉，與所述碳煙顆粒發生器連接，用于接收所述碳煙顆粒；

所述光學勢阱形成單元，設置在所述環境倉的兩側，用于在所述環境倉內產生光學勢阱；所述光學勢阱用于捕捉所述碳煙顆粒；

所述溫濕度控制單元，與所述環境倉連接，用于調節所述環境倉的溫度和濕度，使所述碳煙顆粒的表面發生水蒸汽凝結相變；

所述超景深光學顯微鏡，用于對所述水蒸汽凝結相變的過程進行拍攝；

所述拉曼光譜儀，用于獲取所述水蒸汽凝結相變的過程碳煙顆粒的拉曼光譜信號；

所述數據采集及處理單元，分別與所述超景深光學顯微鏡和所述拉曼光譜儀連接，用于根據拍攝圖像確定碳煙顆粒發生水蒸汽凝結相變的三維圖像，并根據所述三維圖像，確定碳煙顆粒異質凝結過程中顆粒粒徑及表面形貌；還用于根據所述拉曼光譜信號確定成分信息。

2.根據權利要求1所述的碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置，其特征在于，所述光學勢阱形成單元包括兩組激光產生模塊；兩組所述激光產生模塊相對設置于所述環境倉的兩側；所述激光產生模塊用于產生激光束；

所述激光產生模塊包括激光控制器、激光器、反光鏡和凸透鏡；

所述激光控制器，與所述激光器連接，用于控制所述激光器產生激光束；所述激光束入射至所述反光鏡上，經所述反光鏡反射至所述凸透鏡上后射出；

經兩組所述激光產生模塊中所述凸透鏡射出的兩束激光束在所述環境倉的中心匯聚，產生光學勢阱。

3.根據權利要求1所述的碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置，其特征在于，所述拉曼光譜儀包括拉曼光譜激光器和拉曼光電檢測器；

所述拉曼光譜激光器用于照射所述碳煙顆粒，使所述碳煙顆粒發生顆粒散射；

所述拉曼光電檢測器用于接收顆粒散射的拉曼光譜信號。

4.根據權利要求1所述的碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置，其特征在于，所述碳煙顆粒發生器通過防顆粒附著管道與所述環境倉連接。

5.根據權利要求1所述的碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置，其特征在于，所述數據采集及處理單元還分別與所述環境倉和所述溫濕度控制單元連接；所述數據采集及處理單元用于采集所述環境倉內的水蒸汽的過飽和度；所述溫濕度控制單元根據所述過飽和度調節所述環境倉的溫度和濕度。

6.根據權利要求5所述的碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置，其特征在于，還包括干濕空氣混合腔室；所述溫濕度控制單元通過所述干濕空氣混合腔室與所述環境倉連接；所述干濕空氣混合腔室用于將所述溫濕度控制單元輸出的干空氣和濕空氣混合。

7.根據權利要求1所述的碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置，其特征在于，所述碳煙顆粒發生器為JingMiniCAST5200碳黑氣溶膠發生器。

8.根據權利要求7所述的碳煙顆粒吸濕增長特性在線測量裝置，其特征在于，所述碳煙顆粒發生器產生的所述碳煙顆粒的粒徑范圍為20-200nm。