氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀的製作方法
2023-09-16 20:06:55
專利名稱：氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量離子遷移質譜儀，確切地說是一種氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀。
現在用來檢測氣溶膠的辦法是先在採用地點用採用器進行氣溶膠粒子的採樣，然後把採樣濾紙拿到色譜儀上進行處理和分析。還沒有用來快速連續地對氣溶膠進行監測的儀器。
本發明包括氣溶膠粒子採樣器、汽化室和離子遷移質譜儀，其特徵在於三級撞擊式氣溶膠粒子採樣器右邊是汽化室，汽化室由球形轉接頭與離子遷移質譜儀相連。
三級撞擊式氣溶膠粒子採樣器上端水平位置為與大氣相通的進氣口，下端抽氣口接一微型採樣泵，採樣器內設三級噴嘴，採樣紙帶裝於輥軸上，由固定支架固定於每一級噴嘴下面，由步進電機控制的另一輥軸轉送到汽化室。
汽化室內設三個汽化腔，其內均置有一加熱器，三個汽化腔由一個三選一的球形轉接頭與離子遷移質譜儀連接。
離子遷移質譜儀左側有一進樣口，腔體內左邊設有加速柵網電極，電離室，右邊為漂移區，漂移區右邊設置一探測器，電離室與漂移區間有一離子門，電離室右側有一排氣口，其上裝有微型抽氣泵，漂移區右側有一漂移區進氣口，其上裝有流量控制器，抽氣泵由三通與流量控制器連接，漂移區內置有不鏽鋼環電極和帶柵網的環電極。
另外，所述的微型採樣泵採用抽速為1-18L/分鐘連續可調微型採樣泵。所述的電離室為由陶瓷環包裹著Ni63的放射性環。
工作時，採樣器經過設定的採樣時間後，由單片機控制三選一轉接頭選通三個通道中的一個，同時單片機控制所對應的步進電機轉動，把該紙帶的採集點傳到該通道的加熱器上加熱，延遲一段時間後打開離子門幾十個微秒後關閉。離子通過離子門到達漂移區，在漂移區中通過幾個環形不鏽鋼片之間的相等電勢差產生均勻電場E，而離子在空氣中受電場力的作用會以一定的速度ν漂移，其中ν為ν＝KE，E是電場強度，K是約化的遷移速率常數。在低場強下，離子的遷移速率常數K是分子結構性質的常數，與電場強度無關。這樣不同遷移速率的離子在漂移區移動的速度不同，他們到達探測器的時間不同。測量確定時間到達探測器的強度的大小可定量測量其含量。該儀器中探測器為電極板，離子撞擊在上面產生微電流，再用微電流放大器放大得到其質譜圖。
本發明的效果本發明不僅可快速連續地對氣溶膠進行監測，而且設計合理，靈敏度高，使用方便。
參見
圖1，本發明包括氣溶膠粒子採樣器1、汽化室2和離子遷移質譜儀3，三級撞擊式氣溶膠粒子採樣器1右邊是汽化室2，汽化室2由球形轉接頭4與離子遷移質譜儀3相連。採樣器3上端水平位置為與大氣相通的進氣口5，下端抽氣口6接一抽速為1-18L/分鐘連續可調微型採樣泵，空氣中大顆粒物(如沙石)經進氣口5中的過濾網過濾掉後進入採樣器內設三級噴嘴7，採樣紙帶8裝於輥軸9上，由固定支架10固定於每一級噴嘴下面，再由步進電機控制的另一輥軸11轉送到汽化室。三級噴嘴下的採樣紙帶8分別採集PM10以上、PM2.5～PM10和PM1.0～PM2.5的氣溶膠粒子。採集後的紙帶分別在三個相應的汽化腔內的加熱器12處加熱汽化，溫度在200℃左右。汽化後隨汽化室載氣入口進入的空氣經過三選一的球形轉接頭流向離子遷移質譜儀3，離子遷移質譜儀3左側有一進樣口13，腔體內左邊設有加速柵網電極14、電離室15，右邊為漂移區16，漂移區右邊置有一探測器17。電離室與漂移區間有一離子門18。電離室右側有一排氣口，其上裝有一個3.6L/min的微型抽氣泵19，通過該泵把選通的汽化腔汽化產生的氣體分子抽入到電離室。漂移區右側有一漂移區進氣口20，其上裝有一流量控制器21，控制流速為1.8L/min。抽氣泵由三通與流量控制器連接，使電離室排出的氣體部分通過漂移區進氣口返回到漂移區。電離室是一由陶瓷環22包裹著Ni63的放射性環23。通過Ni63放射出的高速離子電離，再通過離子—分子反應產生大量離子。當離子門開啟時，離子通過離子門到達漂移區，通過漂移區內置一組不鏽鋼環電極24和帶柵網的環電極25產生均勻電場，經漂移區後到達探測器17被探測到。當離子門關閉時，離子通過離子門後向各個方向散射，從而離子不能被探測器探測到。
權利要求
1.一種氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀，包括氣溶膠粒子採樣器、汽化室和離子遷移質譜儀，其特徵在於三級撞擊式氣溶膠粒子採樣器右邊是汽化室，汽化室由球形轉接頭與離子遷移質譜儀相連。
2.根據權利要求1所述的氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀，其特徵在於三級撞擊式氣溶膠粒子採樣器上端水平位置為與大氣相通的進氣口，下端抽氣口接一微型採樣泵，採樣器內設三級噴嘴，採樣紙帶裝於輥軸上，由固定支架固定於每一級噴嘴下面，由步進電機控制的另一輥軸轉送到汽化室。
3.根據權利要求1所述的氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀，其特徵在於汽化室內設三個汽化腔，其內均置有一加熱器，三個汽化腔由一個三選一的球形轉接頭與離子遷移質譜儀連接。
4.根據權利要求1所述的氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀，其特徵在於離子遷移質譜儀左側有一進樣口，腔體內左邊設有加速柵網電極，電離室，右邊為漂移區，漂移區右邊設置一探測器，電離室與漂移區間有一離子門，電離室右側有一排氣口，其上裝有微型抽氣泵，漂移區右側有一漂移區進氣口，其上裝有流量控制器，抽氣泵由三通與流量控制器連接，漂移區內置有不鏽鋼環電極和帶柵網的環電極。
5.根據權利要2所述的氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀，其特徵在於所述的微型採樣泵採用抽速為1-18L/分鐘連續可調微型採樣泵。
6.根據權利要求4所述的氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀，其特徵在於所述的電離室為由陶瓷環包裹著Ni63的放射性環。
全文摘要
本發明涉及一種氣溶膠時時測量離子遷移質譜儀，包括氣溶膠粒子採樣器、汽化室和離子遷移質譜儀，其特徵在於三級撞擊式氣溶膠粒子採樣器右邊是汽化室，汽化室由球形轉接頭與離子遷移質譜儀相連。本發明不僅可快速連續地對氣溶膠進行監測，而且設計合理，靈敏度高，使用方便。
文檔編號G01N30/00GK1467498SQ03131529
公開日2004年1月14日 申請日期2003年5月20日 優先權日2003年5月20日
發明者李海洋, 闞瑞峰 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所