專利名稱：一種大氣黑碳氣溶膠粒子直徑檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種粒子檢測裝置，尤其涉及一種利用光電傳感器的大氣黑碳氣溶膠粒子直徑檢測裝置，屬于光電檢測技術領域。
背景技術：
大氣黒碳氣溶膠是影響大氣溫室效應的重要因素。黑碳氣溶膠主要是含碳物質不完全燃燒產生的不定型碳質，主要的來源有自然源和人為源。黒碳氣溶膠的含量檢測和黒碳氣溶膠粒子直徑大小的特性分析對黒碳氣溶膠對大氣環境影響研究有著至關重要的意義。目前，黑碳氣溶膠含量的檢測方法有光學分析法、化學氧化法、熱氧化法等等。這些測量手段在測量結果方面均存在極大的不確定性，同一技術在不同的實驗室之間或同一樣本在不同的測量方法之間，測量結果都存在很大差異，測得的黑碳濃度相差高達兩倍甚至更多。 測量大氣中黑碳氣溶膠的濃度很重要，但是測定黑碳氣溶膠粒子的直徑大小也很重要。通過測定黑碳氣溶膠粒子的直徑大小，我們可以分析粒子的形狀和排列的規則，而且為黒碳氣溶膠含量的測量提供一種新的測量方法，甚至可以根據粒子的直徑大小來判斷黑碳氣溶膠粒子的來源。
圖1顯示了一種可用于測量微小粒子含量及粒徑的單粒子煙塵光度計的基本結構及原理。如圖所示，該單粒子煙塵光度計包括激光發生器、氣體噴射器及4個光電探測器，其中探測器1檢測的是波長在630-800nm的白熾光，探測器2檢測的是波長在 350-800nm的白熾光，探測器3是散射光的低增益探測器，探測器4是散射光的高增益探測器。氣體噴射器以某一恒定速度噴射氣體樣本，使其垂直通過激光束的中心，氣體中的粒子在激光照射下迅速大到白熾化并發出白熾光，探測器1和2對白熾光進行檢測并根據白熾光的色溫來確定粒子中各成分的濃度；探測器3和4用于對粒子的散射光進行檢測，其包括聚焦透鏡及光電傳感器，聚焦透鏡將散射光聚焦成像于光電傳感器，光電傳感器將接收到的光信號轉換為電信號輸出。探測器3和4檢測粒子直徑的原理如圖2所示。由于激光發生器發出的激光強度是呈高斯分布的，且粒子是以恒定速度通過激光束的中心，其散射光強度與激光強度成正比，所以單個粒子散射出的光信號的時間序列也是服從高斯分布的。 一個標準的高斯分布函數的表達式為
權利要求1.一種大氣黑碳氣溶膠粒子直徑檢測裝置，其特征在于，該裝置包括激光發生器，其可產生寬度、強度恒定的激光束；氣體噴射器，其可將氣體以恒定的速度噴射，氣體噴射方向垂直于所述激光束的方向且經過激光束的中心；至少一個光電探測器，所述光電探測器包括聚焦透鏡及光電傳感器，聚焦透鏡可將通過所述激光束的粒子的散射光聚焦成像于所述光電傳感器，光電傳感器將接收到的光信號轉換為電信號輸出；在所述光電傳感器上設置有一縫隙，該縫隙垂直于所述粒子在光電傳感器上所成圖像的運動方向，當光線射于該縫隙時，光電傳感器無電信號輸出或有極小信號輸出。
2.如權利要求1所述大氣黑碳氣溶膠粒子直徑檢測裝置，其特征在于，所述光電傳感器為雪崩光電二極管或者倍增光電二極管。
3.如權利要求1所述大氣黑碳氣溶膠粒子直徑檢測裝置，其特征在于，所述氣體噴射器的噴口寬度為所述激光束寬度的1/4。
4.如權利要求1所述大氣黑碳氣溶膠粒子直徑檢測裝置，其特征在于，該檢測裝置還包括至少一個用于檢測白熾光強度的光電探測器。
專利摘要本實用新型公開了一種大氣黑碳氣溶膠粒子直徑檢測裝置，屬于光電檢測技術領域。該裝置包括激光發生器，其可產生寬度、強度恒定的激光束；氣體噴射器，其可將氣體以恒定的速度噴射，氣體噴射方向垂直于所述激光束的方向且經過激光束的中心；至少一個光電探測器，所述光電探測器包括聚焦透鏡及光電傳感器，聚焦透鏡可將通過所述激光束的粒子的散射光聚焦成像于所述光電傳感器，光電傳感器將接收到的光信號轉換為電信號輸出；在所述光電傳感器上設置有一縫隙，該縫隙垂直于所述粒子在光電傳感器上所成圖像的運動方向，當光線射于該縫隙時，光電傳感器無電信號輸出或有極小信號輸出。本實用新型可實現大氣黑碳氣溶膠粒子直徑精確測量。
文檔編號G01N15/02GK202216891SQ20112034939
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者劉曉林, 張宏群, 程珊蓉, 鄒應全 申請人:南京信息工程大學