專利名稱：一種大氣黑碳?xì)馊苣z粒子直徑檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種粒子檢測(cè)裝置，尤其涉及一種利用光電傳感器的大氣黑碳?xì)馊苣z粒子直徑檢測(cè)裝置，屬于光電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大氣黒碳?xì)馊苣z是影響大氣溫室效應(yīng)的重要因素。黑碳?xì)馊苣z主要是含碳物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生的不定型碳質(zhì)，主要的來(lái)源有自然源和人為源。黒碳?xì)馊苣z的含量檢測(cè)和黒碳?xì)馊苣z粒子直徑大小的特性分析對(duì)黒碳?xì)馊苣z對(duì)大氣環(huán)境影響研究有著至關(guān)重要的意義。目前，黑碳?xì)馊苣z含量的檢測(cè)方法有光學(xué)分析法、化學(xué)氧化法、熱氧化法等等。這些測(cè)量手段在測(cè)量結(jié)果方面均存在極大的不確定性，同一技術(shù)在不同的實(shí)驗(yàn)室之間或同一樣本在不同的測(cè)量方法之間，測(cè)量結(jié)果都存在很大差異，測(cè)得的黑碳濃度相差高達(dá)兩倍甚至更多。 測(cè)量大氣中黑碳?xì)馊苣z的濃度很重要，但是測(cè)定黑碳?xì)馊苣z粒子的直徑大小也很重要。通過(guò)測(cè)定黑碳?xì)馊苣z粒子的直徑大小，我們可以分析粒子的形狀和排列的規(guī)則，而且為黒碳?xì)馊苣z含量的測(cè)量提供一種新的測(cè)量方法，甚至可以根據(jù)粒子的直徑大小來(lái)判斷黑碳?xì)馊苣z粒子的來(lái)源。

圖1顯示了一種可用于測(cè)量微小粒子含量及粒徑的單粒子煙塵光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)及原理。如圖所示，該單粒子煙塵光度計(jì)包括激光發(fā)生器、氣體噴射器及4個(gè)光電探測(cè)器，其中探測(cè)器1檢測(cè)的是波長(zhǎng)在630-800nm的白熾光，探測(cè)器2檢測(cè)的是波長(zhǎng)在 350-800nm的白熾光，探測(cè)器3是散射光的低增益探測(cè)器，探測(cè)器4是散射光的高增益探測(cè)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(guò)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(fā)出白熾光，探測(cè)器1和2對(duì)白熾光進(jìn)行檢測(cè)并根據(jù)白熾光的色溫來(lái)確定粒子中各成分的濃度；探測(cè)器3和4用于對(duì)粒子的散射光進(jìn)行檢測(cè)，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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。探測(cè)器3和4檢測(cè)粒子直徑的原理如圖2所示。由于激光發(fā)生器發(fā)出的激光強(qiáng)度是呈高斯分布的，且粒子是以恒定速度通過(guò)激光束的中心，其散射光強(qiáng)度與激光強(qiáng)度成正比，所以單個(gè)粒子散射出的光信號(hào)的時(shí)間序列也是服從高斯分布的。 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的高斯分布函數(shù)的表達(dá)式為
權(quán)利要求1.一種大氣黑碳?xì)馊苣z粒子直徑檢測(cè)裝置，其特征在于，該裝置包括激光發(fā)生器，其可產(chǎn)生寬度、強(qiáng)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(jīng)過(guò)激光束的中心；至少一個(gè)光電探測(cè)器，所述光電探測(cè)器包括聚焦透鏡及光電傳感器，聚焦透鏡可將通過(guò)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；在所述光電傳感器上設(shè)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(yùn)動(dòng)方向，當(dāng)光線射于該縫隙時(shí)，光電傳感器無(wú)電信號(hào)輸出或有極小信號(hào)輸出。
2.如權(quán)利要求1所述大氣黑碳?xì)馊苣z粒子直徑檢測(cè)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(quán)利要求1所述大氣黑碳?xì)馊苣z粒子直徑檢測(cè)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(quán)利要求1所述大氣黑碳?xì)馊苣z粒子直徑檢測(cè)裝置，其特征在于，該檢測(cè)裝置還包括至少一個(gè)用于檢測(cè)白熾光強(qiáng)度的光電探測(cè)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大氣黑碳?xì)馊苣z粒子直徑檢測(cè)裝置，屬于光電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括激光發(fā)生器，其可產(chǎn)生寬度、強(qiáng)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(jīng)過(guò)激光束的中心；至少一個(gè)光電探測(cè)器，所述光電探測(cè)器包括聚焦透鏡及光電傳感器，聚焦透鏡可將通過(guò)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；在所述光電傳感器上設(shè)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(yùn)動(dòng)方向，當(dāng)光線射于該縫隙時(shí)，光電傳感器無(wú)電信號(hào)輸出或有極小信號(hào)輸出。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)大氣黑碳?xì)馊苣z粒子直徑精確測(cè)量。
文檔編號(hào)G01N15/02GK202216891SQ20112034939
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者劉曉林, 張宏群, 程珊蓉, 鄒應(yīng)全 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)