采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及测量领域，具体地，涉及一种采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的 方法。
【背景技术】
[0003] 目前，在大气颗粒物测量中。要定量判断是否有颗粒污染，可将颗粒物从一定体积 的空气中分离出来后，再测定它的重量，就能计算出它在空气中的浓度.目前主要有3种 方法：重量法、微量振荡天平法和β射线法.但这三种方法有各自的缺点： 重量法，重量法虽然准确，但是无法进行自动监测。
[0004] 微量振荡天平法：测量样品需要加热导致挥发性和半挥发性物质的损失，导致测 定结果偏低。且该方法不适合南方潮湿地区和污染过于严重地区的测定。
[0005] β射线法：则是通过测定β射线穿过滤膜和颗粒物后的衰减来测定重量。它居 于两个假设：一是采样滤膜条带均一，二是采集下来的粒子物理特性均一。但上述两个假 设往往并不成立，因此测定数据一般被认为偏高，这种检测方法在相对干净和干燥的地区 故障率低，在潮湿高温区域故障率较高。
[0006] 上述三种方法设备费用昂贵，而且难以操纵，对微粒的真正实时监测基本无法做 到，而且无法准确测量颗粒物的数量和纳米级的颗粒物。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种采用电离法测量空气纳米级颗粒浓 度的方法，以实现准确测量大气颗粒物的优点。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 一种采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的方法包括： 将传感器主体与一个提供洁净空气的装置相连，提供洁净空气的装置将洁净气流输出 到传感器主体的步骤； 当洁净气流经过传感器主体内狭窄的通道时，设置在狭窄的通道内的金属针释放高压 将洁净气流中的气体电离，从而形成电离气体的步骤； 电离气体随后进入传感器的喷射器，电离气体经过喷射器时所产生的负压将采样气体 即待测气体吸入喷射器的步骤； 采样气体与电离气体在喷射器内充分混合后，采样气体中的微粒与电离气体中的自由 电荷结合带电形成混合气体的步骤； 混合气体通过一个外加电场，混合气体内剩余离子被外加电场捕获，从而使混合气体 形成的气流中就只剩充电的微粒所携带的电荷的步骤； 以及 当混合气体形成的气体流出传感器时，使用电流计测量电流从而得出采样气体中所含 微粒浓度的步骤。
[0009] 本发明的技术方案具有以下有益效果： 本发明的技术方案，采用电离法测量空气颗粒度数量和质量，是基于颗粒物吸附并携 带电荷的原理，测量待测气体中微粒所携带的电荷数量，从而得出微粒的数量和质量。并可 以检测纳米级的颗粒物数量。相比现有的细颗粒物检测技术，采用电离法测量空气颗粒度 数量和质量使用的是非采集检测方法。非采集检测的特性可以确保测量的准确度避免了采 用滤膜和滤芯造成微小颗粒的损失和较长时间使用，从而减少维护和清洗。
[0010] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明实施例所述的采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的方法原理示 意图； 图2为本发明实施例所述的采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的流程图。
【具体实施方式】
[0012] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0013] 如图2所示，一种采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的方法包括： 将传感器主体与一个提供洁净空气的装置相连，提供洁净空气的装置将洁净气流输出 到传感器主体； 当洁净气流经过传感器主体内狭窄的通道时，设置在狭窄的通道内的金属针释放高压 将洁净气流中的气体电离，从而形成电离气体； 电离气体随后进入传感器的喷射器，电离气体经过喷射器时所产生的负压将采样气体 即待测气体吸入喷射器； 采样气体与电离气体在喷射器内充分混合后，采样气体中的微粒与电离气体中的自由 电荷结合带电形成混合气体； 混合气体通过一个外加电场，混合气体内剩余离子被外加电场捕获，从而使混合气体 形成的气流中就只剩充电的微粒所携带的电荷； 当混合气体形成的气体流出传感器时，使用电流计测量电流从而得出采样气体中所含 微粒浓度的步骤。
[0014] 电流计所测得的电流就反映了采样气体中所含微粒的浓度(数量/质量)。其原理 如图1所示，图1中J n = Iout -/ta。静电计即电流计。
[0015] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的方法，其特征在于，包括： 纳米级颗粒物传感器简称传感器，将传感器主体与一个提供洁净空气的装置相连，提 供洁净空气的装置将洁净气流输出到传感器主体的步骤； 当洁净气流经过传感器主体内狭窄的通道时，设置在狭窄的通道内的金属针释放高压 将洁净气流中的气体电离，从而形成电离气体的步骤； 电离气体随后进入传感器的喷射器，电离气体经过喷射器时所产生的负压将采样气体 即待测气体吸入喷射器的步骤； 采样气体与电离气体在喷射器内充分混合后，采样气体中的微粒与电离气体中的自由 电荷结合带电形成混合气体的步骤； 混合气体通过一个外加电场，混合气体内剩余离子被外加电场捕获，从而使混合气体 形成的气流中就只剩充电的微粒所携带的电荷的步骤； 以及 当混合气体形成的气体流出传感器时，使用电流计测量电流从而得出采样气体中所含 微粒浓度的步骤。
【专利摘要】本发明公开了一种采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的方法，包括：提供洁净空气的装置将洁净气流输出到传感器主体；气流经过狭窄的通道时，金属针释放高压将洁净气流中的气体电离，从而形成电离气体；电离气体经过喷射器时所产生的负压将采样气体即待测气体吸入喷射器；采样气体与电离气体在喷射器内充分混合后，采样气体中的微粒与电离气体中的自由电荷结合带电形成混合气体；混合气体通过一个外加电场，混合气体内剩余离子被外加电场捕获，从而使混合气体形成的气流中就只剩充电的微粒所携带的电荷；当混合气体形成的气体流出传感器时，使用电流计测量电流从而得出采样气体中所含微粒浓度。实现准确测量大气颗粒物的优点。
【IPC分类】G01N15-06
【公开号】CN104792676
【申请号】CN201510203727
【发明人】黄龙, 禹胜林
【申请人】无锡信大气象传感网科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月27日