專利名稱：氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量離子遷移質(zhì)譜儀，確切地說是一種氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀。
現(xiàn)在用來檢測氣溶膠的辦法是先在采用地點用采用器進行氣溶膠粒子的采樣，然后把采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(xù)地對氣溶膠進行監(jiān)測的儀器。
本發(fā)明包括氣溶膠粒子采樣器、汽化室和離子遷移質(zhì)譜儀，其特征在于三級撞擊式氣溶膠粒子采樣器右邊是汽化室，汽化室由球形轉(zhuǎn)接頭與離子遷移質(zhì)譜儀相連。
三級撞擊式氣溶膠粒子采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采樣泵，采樣器內(nèi)設(shè)三級噴嘴，采樣紙帶裝于輥軸上，由固定支架固定于每一級噴嘴下面，由步進電機控制的另一輥軸轉(zhuǎn)送到汽化室。
汽化室內(nèi)設(shè)三個汽化腔，其內(nèi)均置有一加熱器，三個汽化腔由一個三選一的球形轉(zhuǎn)接頭與離子遷移質(zhì)譜儀連接。
離子遷移質(zhì)譜儀左側(cè)有一進樣口，腔體內(nèi)左邊設(shè)有加速柵網(wǎng)電極，電離室，右邊為漂移區(qū)，漂移區(qū)右邊設(shè)置一探測器，電離室與漂移區(qū)間有一離子門，電離室右側(cè)有一排氣口，其上裝有微型抽氣泵，漂移區(qū)右側(cè)有一漂移區(qū)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(qū)內(nèi)置有不銹鋼環(huán)電極和帶柵網(wǎng)的環(huán)電極。
另外，所述的微型采樣泵采用抽速為1-18L/分鐘連續(xù)可調(diào)微型采樣泵。所述的電離室為由陶瓷環(huán)包裹著Ni63的放射性環(huán)。
工作時，采樣器經(jīng)過設(shè)定的采樣時間后，由單片機控制三選一轉(zhuǎn)接頭選通三個通道中的一個，同時單片機控制所對應(yīng)的步進電機轉(zhuǎn)動，把該紙帶的采集點傳到該通道的加熱器上加熱，延遲一段時間后打開離子門幾十個微秒后關(guān)閉。離子通過離子門到達(dá)漂移區(qū)，在漂移區(qū)中通過幾個環(huán)形不銹鋼片之間的相等電勢差產(chǎn)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(shù)。在低場強下，離子的遷移速率常數(shù)K是分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)的常數(shù)，與電場強度無關(guān)。這樣不同遷移速率的離子在漂移區(qū)移動的速度不同，他們到達(dá)探測器的時間不同。測量確定時間到達(dá)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(chǎn)生微電流，再用微電流放大器放大得到其質(zhì)譜圖。
本發(fā)明的效果本發(fā)明不僅可快速連續(xù)地對氣溶膠進行監(jiān)測，而且設(shè)計合理，靈敏度高，使用方便。
參見

圖1，本發(fā)明包括氣溶膠粒子采樣器1、汽化室2和離子遷移質(zhì)譜儀3，三級撞擊式氣溶膠粒子采樣器1右邊是汽化室2，汽化室2由球形轉(zhuǎn)接頭4與離子遷移質(zhì)譜儀3相連。采樣器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(xù)可調(diào)微型采樣泵，空氣中大顆粒物(如沙石)經(jīng)進氣口5中的過濾網(wǎng)過濾掉后進入采樣器內(nèi)設(shè)三級噴嘴7，采樣紙帶8裝于輥軸9上，由固定支架10固定于每一級噴嘴下面，再由步進電機控制的另一輥軸11轉(zhuǎn)送到汽化室。三級噴嘴下的采樣紙帶8分別采集PM10以上、PM2.5～PM10和PM1.0～PM2.5的氣溶膠粒子。采集后的紙帶分別在三個相應(yīng)的汽化腔內(nèi)的加熱器12處加熱汽化，溫度在200℃左右。汽化后隨汽化室載氣入口進入的空氣經(jīng)過三選一的球形轉(zhuǎn)接頭流向離子遷移質(zhì)譜儀3，離子遷移質(zhì)譜儀3左側(cè)有一進樣口13，腔體內(nèi)左邊設(shè)有加速柵網(wǎng)電極14、電離室15，右邊為漂移區(qū)16，漂移區(qū)右邊置有一探測器17。電離室與漂移區(qū)間有一離子門18。電離室右側(cè)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(chǎn)生的氣體分子抽入到電離室。漂移區(qū)右側(cè)有一漂移區(qū)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(qū)進氣口返回到漂移區(qū)。電離室是一由陶瓷環(huán)22包裹著Ni63的放射性環(huán)23。通過Ni63放射出的高速離子電離，再通過離子—分子反應(yīng)產(chǎn)生大量離子。當(dāng)離子門開啟時，離子通過離子門到達(dá)漂移區(qū)，通過漂移區(qū)內(nèi)置一組不銹鋼環(huán)電極24和帶柵網(wǎng)的環(huán)電極25產(chǎn)生均勻電場，經(jīng)漂移區(qū)后到達(dá)探測器17被探測到。當(dāng)離子門關(guān)閉時，離子通過離子門后向各個方向散射，從而離子不能被探測器探測到。
權(quán)利要求
1.一種氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀，包括氣溶膠粒子采樣器、汽化室和離子遷移質(zhì)譜儀，其特征在于三級撞擊式氣溶膠粒子采樣器右邊是汽化室，汽化室由球形轉(zhuǎn)接頭與離子遷移質(zhì)譜儀相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀，其特征在于三級撞擊式氣溶膠粒子采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采樣泵，采樣器內(nèi)設(shè)三級噴嘴，采樣紙帶裝于輥軸上，由固定支架固定于每一級噴嘴下面，由步進電機控制的另一輥軸轉(zhuǎn)送到汽化室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀，其特征在于汽化室內(nèi)設(shè)三個汽化腔，其內(nèi)均置有一加熱器，三個汽化腔由一個三選一的球形轉(zhuǎn)接頭與離子遷移質(zhì)譜儀連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀，其特征在于離子遷移質(zhì)譜儀左側(cè)有一進樣口，腔體內(nèi)左邊設(shè)有加速柵網(wǎng)電極，電離室，右邊為漂移區(qū)，漂移區(qū)右邊設(shè)置一探測器，電離室與漂移區(qū)間有一離子門，電離室右側(cè)有一排氣口，其上裝有微型抽氣泵，漂移區(qū)右側(cè)有一漂移區(qū)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(qū)內(nèi)置有不銹鋼環(huán)電極和帶柵網(wǎng)的環(huán)電極。
5.根據(jù)權(quán)利要2所述的氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀，其特征在于所述的微型采樣泵采用抽速為1-18L/分鐘連續(xù)可調(diào)微型采樣泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀，其特征在于所述的電離室為由陶瓷環(huán)包裹著Ni63的放射性環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣溶膠時時測量離子遷移質(zhì)譜儀，包括氣溶膠粒子采樣器、汽化室和離子遷移質(zhì)譜儀，其特征在于三級撞擊式氣溶膠粒子采樣器右邊是汽化室，汽化室由球形轉(zhuǎn)接頭與離子遷移質(zhì)譜儀相連。本發(fā)明不僅可快速連續(xù)地對氣溶膠進行監(jiān)測，而且設(shè)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(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者李海洋, 闞瑞峰 申請人:中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機械研究所