专利名称：一种气溶胶颗粒粒径分类检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及气溶胶粒子检测系统，具体而言，涉及一种气溶胶颗粒粒径分类检测系统。
背景技术：
由照明光路、气溶胶气路和探测光路组成的气溶胶颗粒光学测量系统通常用来测量气溶胶颗粒的尺寸，同时利用紫外激光器和荧光探测装置来检测气溶胶粒子的特征荧光，从而实现气溶胶粒子的实时检测。现有的气溶胶粒子检测系统可以实时在线检测空气中是否具有气溶胶粒子以及气溶胶粒子的浓度和数量。
然而，在现有的气溶胶粒子检测系统中，由于待检测的气溶胶粒子的粒径不同，使最终的数据分析变得复杂，例如，不同粒径的粒子会引起触发频率的变化，进而影响紫外激光的能量，导致最终荧光强度数据的不准确。
发明内容
本发明提供一种气溶胶颗粒粒径分类检测系统，用以提高检测系统的检测精度。为达到上述目的，本发明提供了一种气溶胶颗粒粒径分类检测系统，其包括微分电迁移率分析器和激光粒子检测单元，其中微分电迁移率分析器用于对进入的待检测气溶胶粒子加上相同的电荷量，再利用不同的电场强度将不同质量的气溶胶粒子进行分类，将同一类的气溶胶粒子送入激光粒子检测单元进行检测。较佳的，上述微分电迁移率分析器包括外管，待检测气溶胶粒子通过进样口自上向下进入外管；内管，位于外管内，其中心轴线与外管的中心轴线重合，内管上具有狭缝，狭缝与进气口的垂直距离为第一设定值，狭缝与进气口的水平距离为第二设定值，狭缝的上方为一电极，电极的极性与待检测气溶胶粒子所带电荷的极性相反。较佳的，上述激光粒子检测系统还包括粒径校准单元，用于计算微分电迁移率分析器所选择的气溶胶粒子的粒径；数据处理单元，用于接收粒子的粒径以及激光粒子检测单元检测的荧光检测结果，并根据粒子的粒径对荧光检测结果进行校正。在上述实施例中，根据气溶胶粒子在不同电压下的迁移特性，对气溶胶粒子进行分类，从而将同一类的气溶胶粒子送入激光粒子检测单元进行检测，降低了数据分析的复杂度，解决了各种粒径的粒子同时进行检测时引起误判的问题，提高了检测系统的检测灵敏度和信噪比。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为根据本发明一个实施例的气溶胶颗粒粒径分类检测系统示意图；图2为根据本发明一个实施例的激光粒子检测单元的结构示意图；图3为根据本发明一个优选实施例的气溶胶颗粒粒径分类检测系统示意图；图4为本发明一个实施例气溶胶颗粒粒径分类检测系统的粒径检测效果对比图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 图I为根据本发明一个实施例的气溶胶颗粒粒径分类检测系统示意图。如图I所示，该系统包括微分电迁移率分析器和激光粒子检测单元，其中微分电迁移率分析器用于对进入的待检测气溶胶粒子加上相同的电荷量，再利用不同的电场强度将不同质量的气溶胶粒子进行分类，将同一类的气溶胶粒子送入激光粒子检测单元进行检测。在本实施例中，根据气溶胶粒子在不同电压下的迁移特性，对气溶胶粒子进行分类，从而将同一类的气溶胶粒子送入激光粒子检测单元进行检测，降低了数据分析的复杂度，解决了各种粒径的粒子同时进行检测时引起误判的问题，提高了检测系统的检测灵敏度和信噪比。在本实施例中，电场强度可以进行灵活的变化，进而更精确的选出各种颗粒粒径组分。例如，上述实施例中的微分电迁移率分析器包括外管，待检测气溶胶粒子通过进样口自上向下进入外管；内管，位于外管内，其中心轴线与外管的中心轴线重合，内管上具有狭缝，狭缝与进气口的垂直距离为第一设定值hp狭缝与进气口的水平距离为第二设定值匕，狭缝的上方为一电极，电极的极性与待检测气溶胶粒子所带电荷的极性相反。由图I可以看出，待检测的气溶胶粒子通过进样口进入环形区域内的静电场中，在一定的电场强度的作用下，某个精确的颗粒粒径组分被选出，所选粒子质量的具体算法如公式⑴所示
Eq hm =--—
g K其中，m为粒子质量，E为电场强度，q为粒子所带电荷的电量，g为重力加速度，Ii1为进样口与狭缝的垂直距离，h2为进样口与狭缝的水平距离。由上面的公式(I)可以看出，在粒子所带电荷的电量相同以及进样口与狭缝的垂直和水平距离确定的情况下，所选粒子的质量仅与电场强度成正比。因此，当内电极加上正电压时，样品中带负电荷的颗粒将穿过环形区域飘向内电极，这种漂移将和气流的向下运动叠加在一起，共同作用使带电粒子飘向中心电极的不同位置。当电极间加上不同的电压时，不同粒径大小的颗粒会到达内电极底部的狭槽，从而进入下游的检测系统进行检测。图2为根据本发明一个实施例的激光粒子检测单元的结构示意图。由图2可以看出，微分电迁移率分析器输出的样品粒子送入激光粒子监测系统的上喷嘴6中进行检测，此时，待检测的粒子粒径大小相对固定，能够改善紫外激光器的触发频率和输出激光能量的稳定性，进而提高荧光检测的精度。图3为根据本发明一个优选实施例的气溶胶颗粒粒径分类检测系统示意图。在本实施例中，上述检测结果可以利用微分电迁移率分析器的分类结果进行进一步的校准。如图3所示，为提高检测系统的检测精度，该激光粒子检测系统还包括粒径校准单元，用于计算微分电迁移率分析器所选择的气溶胶粒子的粒径；数据处理单元，用于接收粒子的粒径以及激光粒子检测单元检测的荧光检测结果，并根据粒子的粒径对荧光检测结果进行校正。由图3可以看出，微分电迁移率分析器分类后进入激光粒子检测系统的粒子粒径 信息可以由上述的公式(I)计算得到，在完成气溶胶粒子散射光和荧光的检测后，该信息可以通过粒径校准单元送入数据处理单元，对气溶胶粒子的粒径和荧光检测结果进行进一步的校准，从而大大提闻粒径的测量精度。图4为本发明一个实施例气溶胶颗粒粒径分类检测系统的粒径检测效果对比图。由图4可以看出，分类后，检测的粒径范围明显减小，从而提高了检测系统的整体检测精度。综上所述，本发明的上述实施例实现了以下有益效果本发明的实施例可以将不同粒径的粒子进行分类选择，避免不同粒径的粒子同时进行检测时使数据分析变得复杂，并可根据公式(I)计算对检测结果进行更加精确的校正。本领域普通技术人员可以理解附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。本领域普通技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种气溶胶颗粒粒径分类检测系统，其特征在于，包括微分电迁移率分析器和激光粒子检测单元，其中 所述微分电迁移率分析器用于对进入的待检测气溶胶粒子加上相同的电荷量，再利用不同的电场强度将不同质量的气溶胶粒子进行分类，将同一类的气溶胶粒子送入所述激光粒子检测单元进行检测。
2.根据权利要求书I所述的微分电迁移率分析器，其特征在于，所述微分电迁移率分析器包括 外管，待检测气溶胶粒子通过进样口自上向下进入所述外管； 内管，位于所述外管内，其中心轴线与所述外管的中心轴线重合，所述内管上具有狭缝，所述狭缝与所述进气口的垂直距离为第一设定值，所述狭缝与所述进气口的水平距离为第二设定值，所述狭缝的上方为一电极，所述电极的极性与待检测气溶胶粒子所带电荷的极性相反。
3.根据权利要求书I所述的激光粒子检测系统，其特征在于，还包括 粒径校准单元，用于计算所述微分电迁移率分析器所选择的气溶胶粒子的粒径； 数据处理单元，用于接收所述粒子的粒径以及所述激光粒子检测单元检测的荧光检测结果，并根据所述粒子的粒径对所述荧光检测结果进行校正。
全文摘要
本发明公开了一种气溶胶颗粒粒径分类检测系统，其包括微分电迁移率分析器和激光粒子检测单元，其中，微分电迁移率分析器用于对进入的待检测气溶胶粒子加上相同的电荷量，再利用不同的电场强度将不同质量的气溶胶粒子进行分类，将同一类的气溶胶粒子送入激光粒子检测单元进行检测。
文档编号G01N15/02GK102749273SQ20111009890
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者刘强, 刘毅, 刘航, 孙跃, 张晓清 申请人:北京汇丰隆经济技术开发有限公司