测量气溶胶含水量的粒径谱仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境气溶胶领域，具体涉及一种测量气溶胶含水量的粒径谱仪。
【背景技术】
[0002] 环境气溶胶是由多种不同的化学组分组成，在不同的相对湿度情况下，某些化学 组分(如无机盐）的吸水特性会导致气溶胶粒径大小、化学活性、光散射特性有不同的表现， 因此获取气溶胶的含水量信息对于气溶胶的研究具有重要意义。
[0003] 目前常用的测量气溶胶吸湿特性的仪器为HTDMA，HTDMA可通过固定第一个差分 电迀移率分析仪的扫描电压来筛分某一特定粒径的颗粒物，然后通过湿度调节单元，并利 用第二个差分电迀移率分析仪测量该粒径颗粒物加湿后的粒径，进而获得某一特定相对湿 度下的吸湿增长因子。当完成一个粒径颗粒物的测量后，再改变第一个差分电迀移率分析 仪的扫描电压来筛分另一特定粒径的颗粒物，并进行其测量。该方法通常被用来测量几个 典型粒径的颗粒物吸湿特性，通过测量得到的几组数据的综合来大致反应出含水量的信 息，该方法湿度调节单元调节难度大，测量耗时较长，很难对大气中的气溶胶的含水量进行 及时的测量。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，确有必要提供一种可测量含水量信息，系统简单方便、可操作性强的测 量气溶胶含水量的粒径谱仪。
[0005] -种测量气溶胶含水量的粒径谱仪，一种测量气溶胶含水量的粒径谱仪，包括一 气溶胶干燥系统、一鞘气干燥系统、一粒径筛选计数系统及一数据采集处理系统；所述气溶 胶干燥系统包括第一硅胶干燥器、第一分子筛干燥器、第一颗粒物过滤器、第一干燥管、第 一限流孔、第一栗、第一三通电磁阀、第一温湿度传感器以及第二温湿度传感器，所述第一 硅胶干燥器的出口连接所述第一分子筛干燥器的入口，所述第一分子筛干燥器的出口连接 所述第一颗粒物过滤器的入口，所述第一颗粒物过滤器的出口连接所述第一干燥管的鞘气 入口，所述第一干燥管的鞘气出口连接所述第一限流孔的入口，所述第一限流孔的出口连 接所述第一栗，所述第一三通电磁阀具有一入口、一第一出口及一第二出口，所述第一温湿 度传感器连接所述第一三通电磁阀的入口，所述第一三通电磁阀的第一出口连接所述第二 温湿度传感器，所述第一三通电磁阀的第二出口连接所述第一干燥管的气溶胶入口，所述 第一干燥管的气溶胶出口连接所述第二温湿度传感器；所述鞘气干燥系统包括第二硅胶 干燥器、第二分子筛干燥器、第二颗粒物过滤器、第二干燥管、第二限流孔、第二栗、第三温 湿度传感器、第二三通电磁阀以及第三三通电磁阀，所述第二硅胶干燥器的出口连接所述 第二分子筛干燥器的入口，所述第二分子筛干燥器的出口连接所述第二颗粒物过滤器的入 口，所述第二颗粒物过滤器的出口连接所述第二干燥管的鞘气入口，所述第二干燥管的鞘 气出口连接所述第二限流孔的入口，所述第二限流孔的出口连接所述第二栗，所述第二三 通电磁阀具有一出口、一第一入口及一第二入口，所述第三三通电磁阀具有一入口、一第一 出口及一第二出口，所述第二干燥管气溶胶入口连接所述第三三通电磁阀的第一出口，所 述第二干燥管气溶胶出口连接第二三通电磁阀的第一入口，所述第三三通电磁阀的入口连 接所述第三温湿度传感器；所述粒径筛选计数系统包括撞击式切割器、中和器、差分电迀移 率分析仪、第四温湿度传感器、凝结核粒子计数器、第三栗、第三颗粒物过滤器、第五颗粒物 过滤器以及控制箱，所述撞击式切割器连接所述中和器，所述中和器连接所述气溶胶干燥 系统的所述第一温湿度传感器，通过所述气溶胶干燥系统的所述第二温湿度传感器连接所 述差分电迀移率分析仪，所述差分电迀移率分析仪、所述第四温湿度传感器、所述凝结核粒 子计数器以及所述第三栗依次连接，所述第三颗粒物过滤器通过所述鞘气干燥系统的所述 第二三通电磁阀连接所述控制箱，所述控制箱连接所述差分电迀移率分析仪，所述控制箱 包括风机、流量计、第四颗粒物过滤器以及高压电源，所述第五颗粒物过滤器设置于所述差 分电迀移率分析仪和所述第三温湿度传感器之间；所述数据采集处理系统包括数据采集板 卡和电脑，所述数据采集板卡与所述电脑电连接，所述数据采集板卡通过模拟信号线与所 述第一温湿度传感器、所述第二温湿度传感器、所述第三温湿度传感器、所述第四温湿度传 感器、所述风机、所述流量计以及所述高压电源电连接，所述数据采集板卡通过数字信号线 与所述第一栗、所述第二栗、所述第一三通电磁阀、所述第二三通电磁阀以及所述第三三通 电磁阀电连接；该粒径谱仪包括两种工作模式，干燥模式和环境湿度模式，其中，在干燥模 式下，开通所述第一三通电磁阀的第二出口，关闭所述第一三通电磁阀的第一出口，开通所 述第三三通电磁阀的第一出口，关闭所述第三三通电磁阀的第二出口，开通所述第二三通 电磁阀的第一入口，关闭所述第二三通电磁阀的第二入口；在环境湿度模式下，开通所述所 述第一三通电磁阀的第一出口，关闭所述第一三通电磁阀的第二出口，开通所述第三三通 电磁阀的第二出口，关闭所述第三三通电磁阀的第一出口，开通所述第二三通电磁阀的第 二入口，关闭所述第二三通电磁阀的第一入口。
[0006] 相对于现有技术，本发明提供的测量气溶胶含水量的粒径谱仪具有以下有益效 果：所述粒径谱仪可直接应用于大气中气溶胶含水量的测量，将大气中颗粒物直接采入到 测量气溶胶含水量的粒径谱仪中，通过测量环境湿度下的粒径谱分布和干燥模式下的粒径 谱分布，可计算出体积增长因子，进而得到大气中的气溶胶含水量，没有通过湿度调节单元 对进行大气中颗粒物加湿处理，因此，自动化程度高，耗时短，系统简单方便、可操作性强。
【附图说明】
[0007] 图1是本发明测量气溶胶含水量的粒径谱仪的结构示意图。
[0008] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0009] 下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的一种测量气溶胶含水量的粒径谱 仪作进一步的详细说明。
[0010] 请参阅图1，本发明实施例提供了一种测量气溶胶含水量的粒径谱仪100。所述测 量气溶胶含水量的粒径谱仪1〇〇包括气溶胶干燥系统、鞘气干燥系统、粒径筛选计数系统 及数据采集处理系统。
[0011] 所述气溶胶干燥系统包括第一硅胶干燥器7、第一分子筛干燥器8、第一颗粒物过 滤器9、第一干燥管6、第一限流孔10、第一栗11、第一三通电磁阀5、第一温湿度传感器4以 及第二温湿度传感器12。所述第一硅胶干燥器7、第一分子筛干燥器8、第一颗粒物过滤器 9、第一干燥管6、第一限流孔10以及第一栗11依次连接。具体地，所述第一硅胶干燥器7 的出口连接第一分子筛干燥器8的入口，所述第一分子筛干燥器8的出口连接所述第一颗 粒物过滤器9的入口，所述第一颗粒物过滤器9的出口连接所述第一干燥管6的鞘气入口， 所述第一干燥管6的鞘气出口连接所述第一限流孔10的入口，所述第一限流孔10的出口 连接所述第一栗11。所述第一三通电磁阀5具有一入口 51、第一出口 52及第二出口 53。 所述第一温湿度传感器4连接所述第一三通电磁阀5的所述入口 51，所述第一三通电磁阀 5的所述第一出口 52直接连接所述第二温湿度传感器12,所述第一三通电磁阀5的第二出 口 53连接所述第一干燥管6的气溶胶入口，所述第一干燥管6的气溶胶出口连接所述第二 温湿度传感器12。
[0012] 所述第一硅胶干燥器7及第一