專利名稱:一種測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及環(huán)境檢測技術(shù)與分析及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,具體的說是一種測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng)。
背景技術(shù):
傅里葉變換紅外光譜(FTIR)儀由于高靈敏度和分辨率,以及可進(jìn)行實(shí)時(shí)的多組分同時(shí)探測等獨(dú)特的優(yōu)勢,在環(huán)境、化學(xué)、材料等方面都有廣泛的應(yīng)用,近年來尤其在環(huán)境污染的定性定量監(jiān)測方面。當(dāng)前,隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,大氣環(huán)境的污染日益嚴(yán)重,現(xiàn)已成為人類極為關(guān)注的一個(gè)重要課題。據(jù)環(huán)保部2007年全國城市環(huán)境管理與綜合整治年度報(bào)告[1] 稱,在監(jiān)測的地級(jí)城市中,空氣質(zhì)量達(dá)到國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市只占2. 4%,低于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(即未達(dá)標(biāo))的占到39. 5% ;并且在地級(jí)及地級(jí)以上城市中,顆粒物年均濃度低于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的就占到觀.0%,在目前的污染物組成中大氣氣溶膠顆粒物仍是首要污染物。由于采樣技術(shù)的限制,國際上對大氣氣溶膠化學(xué)成分濃度的分析,多采用離線分析方法,耗時(shí)很長,前期處理比較麻煩。傅里葉變換紅外光譜是一種優(yōu)良、非接觸、實(shí)時(shí)測量技術(shù)。不需要對樣品進(jìn)行預(yù)處理,理論上不僅可以避免采樣過程帶來的活性損失問題,提高測量精度,而且大幅度提高了分析速度。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng)和方法,該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對氣溶膠水溶性離子成分的非破壞、多組分測量,提高了測量結(jié)果的精度和效率。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng),包括晶片、晶片支架、氮?dú)馄?、減壓閥、 氣管、傅里葉變換紅外光譜儀、計(jì)算機(jī),其特征在于把含有氣溶膠樣品的晶片放置于晶片支架上,氮?dú)馄客ㄟ^減壓閥、氣管和傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)痰氣口相連接,通過氮?dú)獯祾呒t外光譜儀和晶片支架,把紅外光譜儀器、Znk晶片上整個(gè)紅外光源通過的光路上的空氣吹掃干凈,紅外光源通過晶片后進(jìn)入傅里葉變換紅外光譜儀的探測器,計(jì)算機(jī)控制傅里葉變換紅外光譜儀光譜采集。所述的晶片要和經(jīng)過它的紅外光的光斑大小相同。計(jì)算機(jī)用來測量整個(gè)晶片中的氣溶膠樣品的紅外光譜。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)如下
1、利用光學(xué)方法直接測量氣溶膠中的水溶性離子成分,測量方法簡單。2、可以同時(shí)檢測NH4+、N03_、SO42"等多種離子成分。3、測量精度高,避免了膜不均勻性帶來的測量誤差。
圖1是本發(fā)明的原理圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1
如圖ι所示,氮?dú)馄拷?jīng)過減壓閥和光譜儀(1)上的三個(gè)進(jìn)氣口(2)相連,氮?dú)馔ㄟ^進(jìn)氣口( 2 )進(jìn)入光譜儀(1)內(nèi)部,通過晶片(4 )和光譜儀接處口出來,這樣氮?dú)獍压庾V儀內(nèi)部的空氣吹掃干凈,保證整個(gè)紅外光路上是氮?dú)狻馊苣z水溶液膜放置于晶片(4)上,紅外光斑和晶片上膜大小相同,這樣測量到的成分是整個(gè)晶片上氣溶膠的總濃度,并且晶片膜均勻性和厚度不用保證每次測量都相同。出了進(jìn)氣口、晶片(4)和光譜儀接處口外,整個(gè)光譜紅外光譜上(6)要保證氣密性,以放置空氣進(jìn)入光譜儀中,干擾測量結(jié)果。紅外光源發(fā)出的紅外光經(jīng)過反射鏡(3 )、晶片(4 )進(jìn)入探測器(5 )
計(jì)算機(jī)(8)和傅里葉變換紅外光譜儀(1)通過網(wǎng)線(7)相連。測量晶體上氣溶膠膜的吸收光譜,對測量氣溶膠水溶性離子成分進(jìn)行定量和定性分析。測量次數(shù)是16次,測量光譜時(shí)間是3分鐘。
權(quán)利要求
1.一種測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng),包括晶片、晶片支架、氮?dú)馄?、減壓閥、氣管、傅里葉變換紅外光譜儀、計(jì)算機(jī),其特征在于把含有氣溶膠樣品的晶片放置于晶片支架上,氮?dú)馄客ㄟ^減壓閥、氣管和傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)氣口相連接,氣體通過紅外光譜儀和晶片支架相接處出來;紅外光源通過晶片后進(jìn)入傅里葉變換紅外光譜儀的探測器,計(jì)算機(jī)控制傅里葉變換紅外光譜儀光譜采集得到光譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng),其特征在于所述的傅里葉變換紅外光譜儀的紅外光源通過晶片后進(jìn)入探測器,通過晶片的紅外光源和晶片上的氣溶膠樣品膜大小相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng),其特征在于整個(gè)紅外光源光路上要保證全部充滿氮?dú)狻?br>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng),其特征在于通過晶片的紅外光源和晶片上的氣溶膠樣品膜大小相同,探測器測量到的光強(qiáng)就是整個(gè) ZnSe晶片上氣溶膠水溶性離子成分總透過光強(qiáng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量氣溶膠水溶性離子成分的系統(tǒng),其特征在于整個(gè)晶片上氣溶膠膜不需要保證均勻性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量氣溶膠水溶性離子的系統(tǒng)和方法。氣溶膠通過水溶解,經(jīng)過過濾把溶液滴到ZnSn晶片上,等水份揮發(fā)干后,紅外光源通過整個(gè)ZnSn晶片,到達(dá)紅外探測器,最后利用測量到的離子光譜,通過計(jì)算軟件對氣溶膠中離子成分進(jìn)行定性和定量分析。傅里葉變換紅外光譜儀的出現(xiàn)提高了離子成分定量和定性測量的精確度,實(shí)現(xiàn)了對氣溶膠離子成分的非破壞測量,解決了氣溶膠溶液由于滴膜不均勻帶來的誤差,為氣溶膠粒子的定性和定量分析揮提供了一種測量手段。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,方便,實(shí)現(xiàn)了對氣溶膠離子成分的非破壞和多成分測量,同時(shí)也促進(jìn)了傅里葉變換紅外光譜儀在氣溶膠環(huán)境檢測方面的快速發(fā)展。
文檔編號(hào)G01N21/35GK102226760SQ201110077680
公開日2011年10月26日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者徐亮, 李勝, 童晶晶, 金嶺, 高閩光, 魏秀麗 申請人:中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所