專利名稱：一種大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
大氣氣溶膠是指懸浮在大氣中粒徑在O. 001到100微米的固液多相共存的微粒體系。大氣氣溶膠通過(guò)散射和吸收輻射直接影響地球大氣輻射平衡。吸濕的二次氣溶膠也可以作為云凝結(jié)核，改變了云凝結(jié)核濃度，影響云的光學(xué)特性和云的壽命 ，從而間接影響地球輻射平衡，是當(dāng)前地球科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。氣溶膠的吸濕特性描述的是在一定水汽條件下氣溶膠粒子與水汽的相互作用，與氣溶膠的物理特性、化學(xué)特性相關(guān)，影響著氣溶膠的光學(xué)特性和云物理特性，屬于氣溶膠研究中的基礎(chǔ)問(wèn)題之一。目前，我國(guó)氣象界對(duì)氣溶膠的吸濕特性的常規(guī)觀測(cè)尚未展開，學(xué)術(shù)界對(duì)氣溶膠吸濕特性的科學(xué)觀測(cè)尚不完善。雖然國(guó)外科研機(jī)構(gòu)較早開展氣溶膠吸濕性的測(cè)量?jī)x器的研發(fā)，但主要集中在對(duì)指定粒徑氣溶膠的吸濕增長(zhǎng)因子測(cè)量，缺乏考慮粒子吸濕后的粒徑分布譜。而且，這些儀器自動(dòng)化程度較低，難以滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定觀測(cè)需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x，其能在不同的相對(duì)濕度下兼具各粒徑氣溶膠的吸濕增長(zhǎng)因子和混合狀態(tài)測(cè)量功能、干(濕)粒徑譜測(cè)量功能，自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定性好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x，其包括干燥系統(tǒng)包括膜滲透式干燥器(11)、泵(12)、限流孔(13)、溫濕度傳感器(15)、粒子過(guò)濾器(14)、三通閥(16)，所述粒子過(guò)濾器(14)的出口連接限流孔(13)的進(jìn)口，限流孔(13)的出口連接膜滲透式干燥器(11)的外壁輸入端，膜滲透式干燥器(11)的外壁輸出端與泵(12 )連接，膜滲透式干燥器(11)的滲透膜出口連接三通閥(16 )，在膜滲透式干燥器
(11)的滲透膜出口與三通閥(16)連接的管道上設(shè)溫濕度傳感器(15);第一加濕系統(tǒng)包括三通閥(21)、三向閥(25)、膜滲透式增濕器(23)、溫濕度傳感器(24)、泵(22)，三通閥(21)的進(jìn)口與三通閥(16)的第一出口連接，三通閥(21)的第一出口與膜滲透式增濕器(23)的滲透膜進(jìn)口連接，膜滲透式增濕器(23)的滲透膜出口連接三向閥(25)的第一進(jìn)口，泵(22)與膜滲透式增濕器(23)的外壁輸出端連接，三通閥(21)的第二出口與三向閥(25)的第二進(jìn)口連接；第一粒徑分選系統(tǒng)包括中和器(31)、粒徑分選裝置(32)、質(zhì)量流量計(jì)(35)、粒子過(guò)濾器(37)、高壓器(33)、溫濕度傳感器(34)、鼓風(fēng)機(jī)(36)、三通閥(38)，所述中和器(31)的進(jìn)口與三向閥(25)的出口連接，中和器(32)的出口與粒徑分選裝置(32)的進(jìn)口連接，粒徑分選裝置(32)的出口與三通閥(38)的進(jìn)口連接，粒徑分選裝置(32)的鞘流出口順次連接質(zhì)量流量計(jì)(35 )、鼓風(fēng)機(jī)(36 )、粒子過(guò)濾器(37 )再與粒徑分選裝置(32 )的鞘流進(jìn)口連接，高壓器(33 )連接至粒徑分選裝置(32 )內(nèi)部，連接粒徑分選裝置(32 )和三通閥(38 )的管道上設(shè)溫濕度傳感器(34)；第二加濕系統(tǒng)包括膜滲透式增濕器(41)、泵(42)、溫濕度傳感器(43)，所述膜滲透式增濕器(41)的滲透膜進(jìn)口與三通閥(38 )的第一出口連接，泵(42 )與膜滲透式增濕器
(41)的外壁輸出端連接，在膜滲透式增濕器(41)的滲透膜出口的管道上設(shè)溫濕度傳感器
(43)；第二粒徑分選系統(tǒng)包括粒徑分選裝置(51)、質(zhì)量流量計(jì)(55)、粒子過(guò)濾器(53)、高壓器(52)、溫濕度傳感器(56)、鼓風(fēng)機(jī)(54)、三向閥(57)，所述粒徑分選裝置(51)的進(jìn)口與膜滲透式增濕器(41)的滲透膜出口連接，粒徑分選裝置(51)的出口與三向閥(57)的 第一進(jìn)口連接，在粒徑分選裝置(51)的出口與三向閥(57 )連接的管道上設(shè)溫濕度傳感器(56 )，高壓器(52 )連接至粒徑分選裝置(51)內(nèi)部，粒徑分選裝置(51)的鞘流出口順次連接質(zhì)量流量計(jì)(55)、鼓風(fēng)機(jī)(54)、粒子過(guò)濾器(53)再與粒徑分選裝置(51)的鞘流進(jìn)口連接，三向閥(57)的第二進(jìn)口與三通閥(38)的第二出口連接；空氣濕氣流系統(tǒng)包括水箱(61)、粒子過(guò)濾器(62)、粒子過(guò)濾器(66)、干空氣自動(dòng)比例閥(67)、三通閥(68)，水箱(61)內(nèi)置加熱器，粒子過(guò)濾器(62)與水箱(61)的進(jìn)氣口連接，水箱(61)的出氣口與三通閥(68 )的進(jìn)口連接，三通閥(68 )的第一出口與膜滲透式增濕器(23)的外壁輸入端連接，三通閥(68)的第二出口與膜滲透式增濕器(41)的外壁輸入端連接，粒子過(guò)濾器(66)的輸出口與干空氣自動(dòng)比例閥(67)的進(jìn)口連接，干空氣自動(dòng)比例閥
(67)的出口連接至水箱(61)的出氣口連接的管道上；粒子計(jì)數(shù)系統(tǒng)包括三向閥(75)、(74)，凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器(71)、泵(72)、質(zhì)量流量計(jì)(73)，凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器(71)的出口與泵(72)連接，凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器(71)的進(jìn)口連接至三向閥(74)的出口，三向閥(74)的第一進(jìn)口與質(zhì)量流量計(jì)(73 )的出口連接，質(zhì)量流量計(jì)(73 )的進(jìn)口與三向閥(75 )的出口連接，三向閥(75 )的第一進(jìn)口與三通閥(16 )的第二出口連接，三向閥(75)的第二進(jìn)口與三向閥(57)的出口連接；壓縮空氣系統(tǒng)包括順次連接的空氣壓縮罐(81)、壓力調(diào)節(jié)閥(82)、粒子過(guò)濾器(83)、自動(dòng)比例閥(84)，自動(dòng)比例閥(84)的出口連接至三向閥(74)的第二進(jìn)口 ；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括電性連接的數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件；質(zhì)量流量計(jì)
(35)、(55)、(75)，溫濕度傳感器(15)、(24)、(34)、(43)、(56)，三通閥(21)、(68)，高壓器
(33)、(52)，鼓風(fēng)機(jī)(36)、(54)均與數(shù)據(jù)采集卡電性連接。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述空氣濕氣流系統(tǒng)還包括水箱溫控器(63)及水體溫度傳感器
(64)，水箱溫控器(63)通過(guò)水體溫度傳感器(64)測(cè)量水箱(61)中水體的溫度并控制加熱器加熱。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述空氣濕氣流系統(tǒng)還包括連接在水箱(61)出口端管體上的冷凝管(65)。作為進(jìn)一步改進(jìn)，該大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x還包括有機(jī)玻璃箱體(9)，所述第一加濕系統(tǒng)、第一粒徑分選系統(tǒng)、第二加濕系統(tǒng)、第二粒徑分選系統(tǒng)均置于所述有機(jī)玻璃箱體(9 )中，所述有機(jī)玻璃箱體內(nèi)置箱體溫控器、箱體溫度傳感器、箱體加熱器和對(duì)流風(fēng)箱，箱體溫控器通過(guò)箱體溫度傳感器測(cè)量有機(jī)玻璃箱體(9)的溫度并控制箱體加熱器加熱。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是[0020]本實(shí)用新型的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x兼俱測(cè)量各粒徑氣溶膠的吸濕增長(zhǎng)因子和混合狀態(tài)測(cè)量功能、干(濕)粒徑譜測(cè)量功能，自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定性好，有助于全面了解各粒徑段的吸濕性及其對(duì)氣溶膠光學(xué)特性的影響，同時(shí)對(duì)大氣灰霾形成機(jī)理等方面的研
究有重要意義。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x檢測(cè)某區(qū)域的氣溶膠粒子粒徑分布圖；圖3為本實(shí)用新型的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x檢測(cè)某區(qū)域的40/80/110/150/200nm氣溶膠粒子的吸濕增長(zhǎng)因子分布圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例子對(duì)本實(shí)用新型一種大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便清楚理解本實(shí)用新型所要保護(hù)的技術(shù)方案。實(shí)施例I如圖I所示，本實(shí)用新型的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x包括干燥系統(tǒng)、第一加濕系統(tǒng)、第一粒徑分選系統(tǒng)、第二加濕系統(tǒng)、第二粒徑分選系統(tǒng)、空氣濕氣流系統(tǒng)、粒子計(jì)數(shù)系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。干燥系統(tǒng)包括膜滲透式干燥器11、泵12、限流孔13、溫濕度傳感器15、粒子過(guò)濾器14、三通閥16。所述粒子過(guò)濾器15的出口連接限流孔13的進(jìn)口，限流孔13的出口連接膜滲透式干燥器11的外壁輸入端，膜滲透式干燥器11的外壁輸出端與泵12連接，膜滲透式干燥器12的滲透膜出口連接三通閥16，在膜滲透式干燥器11的滲透膜出口與三通閥16連接的管道上設(shè)溫濕度傳感器15。干燥系統(tǒng)的工作原理是氣溶膠樣品氣流從膜滲透式干燥器的滲透膜進(jìn)口進(jìn)入滲透膜內(nèi)側(cè)，室內(nèi)空氣先經(jīng)過(guò)粒子過(guò)濾器形成潔凈空氣，再經(jīng)過(guò)限流孔進(jìn)入膜滲透式干燥器的外壁輸入端，進(jìn)入滲透膜的外側(cè)，在泵的吸力作用下，潔凈空氣的氣體氣壓遠(yuǎn)小于I個(gè)大氣壓，水汽分壓較低，從而形成干燥氣體在滲透膜的外側(cè)，樣品水汽分子從滲透膜內(nèi)側(cè)向外側(cè)滲透，達(dá)到干燥樣品的目的。第一加濕系統(tǒng)包括三通閥21、三向閥25、膜滲透式增濕器23、溫濕度傳感器24、泵22。三通閥21的進(jìn)口與三通閥16的第一出口連接，三通閥21的第一出口與膜滲透式增濕器23的滲透膜進(jìn)口連接，膜滲透式增濕器23的滲透膜出口連接三向閥25的第一進(jìn)口，泵22與膜滲透式增濕器23的外壁輸出端連接，三通閥21的第二出口與三向閥25的第二進(jìn)口連接。第一加濕系統(tǒng)的工作原理與干燥系統(tǒng)相似，不同之處在于，在第一膜滲透式增濕器的滲透膜外側(cè)流動(dòng)的不是干燥氣體，而是其水汽壓較之樣品水汽壓高的濕氣流。第一粒徑分選系統(tǒng)包括中和器31、粒徑分選裝置32、質(zhì)量流量計(jì)35、粒子過(guò)濾器37、高壓器33、溫濕度傳感器34、鼓風(fēng)機(jī)36、三通閥38。所述中和器31的進(jìn)口與三向閥25的出口連接，中和器31的出口與粒徑分選裝置32的進(jìn)口連接，粒徑分選裝置32的出口與三通閥38的進(jìn)口連接，粒徑分選裝置32的鞘流出口順次連接質(zhì)量流量計(jì)35、鼓風(fēng)機(jī)36、粒子過(guò)濾器37再與粒徑分選裝置32的鞘流進(jìn)口連接，高壓器33連接至粒徑分選裝置32內(nèi)部，連接粒徑分選裝置32和三通閥38的管道上設(shè)溫濕度傳感器34。第一粒徑分選系統(tǒng)的工作原理是高壓器產(chǎn)生高電壓至粒徑分選裝置，使得粒徑分選裝置內(nèi)軸呈正電，帶負(fù)電的粒子被內(nèi)部電場(chǎng)牽引，在樣品氣流、鞘氣氣流、電場(chǎng)強(qiáng)度的共同作用下，一定粒徑的粒子才能在粒徑分選裝置的出口通過(guò)，達(dá)到分選粒徑的目的。其中，鼓風(fēng)機(jī)的作用就是產(chǎn)生一定流量的鞘氣，多余的粒子進(jìn)入鞘流通過(guò)粒子過(guò)濾器過(guò)濾。第二加濕系統(tǒng)包括膜滲透式增濕器41、泵42、溫濕度傳感器43，所述膜滲透式增濕器41的滲透膜進(jìn)口與三通閥38的第一出口連接，泵42與膜滲透式增濕器41的外壁輸出端連接，在膜滲透式增濕器41的滲透膜出口的管道上設(shè)溫濕度傳感器43。第二加濕系統(tǒng)的工作原理與第一加濕系統(tǒng)的工作原理相同。第二粒徑分選系統(tǒng)包括粒徑分選裝置51、質(zhì)量流量計(jì)55、粒子過(guò)濾器53、高壓器52、溫濕度傳感器56、鼓風(fēng)機(jī)54、三向閥57。所述粒徑分選裝置51的進(jìn)口與膜滲透式增濕器41的滲透膜出口連接，粒徑分選裝置51的出口與三向閥57的第一進(jìn)口連接，在粒徑分選裝置51的出口與三向閥57連接的管道上設(shè)溫濕度傳感器56，高壓器52連接至粒徑分選裝置51內(nèi)部，粒徑分選裝置51的鞘流出口順次連接質(zhì)量流量計(jì)55、鼓風(fēng)機(jī)54、粒子過(guò)濾·器53再與粒徑分選裝置51的鞘流進(jìn)口連接，三向閥57的第二進(jìn)口與三通閥38的第二出口連接。第二粒徑分選系統(tǒng)的工作原理與第一粒徑分選系統(tǒng)的工作原理相同?？諝鉂駳饬飨到y(tǒng)包括水箱61、粒子過(guò)濾器62、三通閥68、粒子過(guò)濾器66、干空氣自動(dòng)比例閥67，水箱61內(nèi)置加熱器(圖未示)。粒子過(guò)濾器62與水箱61的進(jìn)氣口連接，水箱61的出氣口與三通閥68的進(jìn)口連接，三通閥68的第一出口與膜滲透式增濕器23的外壁輸入端連接，三通閥68的第二出口與膜滲透式增濕器41的外壁輸入端連接?？諝鉂駳饬飨到y(tǒng)是為膜滲透式增濕器(23)、(41)輸送濕氣流的，其工作原理是空氣先經(jīng)過(guò)粒子過(guò)濾器(62 )過(guò)濾干凈后，進(jìn)入水箱(61)中形成飽和的氣流，另外的干空氣經(jīng)過(guò)粒子過(guò)濾器(66 )過(guò)濾干凈后，經(jīng)過(guò)干空氣自動(dòng)比例閥(67)調(diào)節(jié)，與水箱(61)中出來(lái)的飽和氣流按一定的比例混合，形成相對(duì)濕度可控制的濕氣流，濕氣流通過(guò)三通閥(68)輸送給膜滲透式增濕器
(23)、(41)。粒子計(jì)數(shù)系統(tǒng)包括三向閥75、74，凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器71、泵72、質(zhì)量流量計(jì)73。凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器71的出口與泵72連接，凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器71的進(jìn)口連接至三向閥74的出口，三向閥74的第一進(jìn)口與質(zhì)量流量計(jì)73的出口連接，質(zhì)量流量計(jì)73的進(jìn)口與三向閥75的出口連接，三向閥75的第一進(jìn)口與三通閥16的第二出口連接，三向閥75的第二進(jìn)口與三向閥57的出口連接。壓縮空氣系統(tǒng)包括順次連接的空氣壓縮罐81、壓力調(diào)節(jié)閥82、粒子過(guò)濾器83、自動(dòng)比例閥84。自動(dòng)比例閥84的出口連接至三向閥74的第二進(jìn)口。數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括電性連接的數(shù)據(jù)采集卡(圖未示)和數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件(圖未示)。質(zhì)量流量計(jì)35、55、75，溫濕度傳感器15、24、34、43、56，三通閥21、68，高壓器33、52，鼓風(fēng)機(jī)36、54均與數(shù)據(jù)采集卡電性連接。所述數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件采用美國(guó)國(guó)家儀器有限公司(National Instruments,簡(jiǎn)稱 NI)的虛擬儀器軟件 LabVIEW 8. 5。本實(shí)用新型的大氣氣膠吸濕特性測(cè)量?jī)x在工作上主要有以下四種測(cè)量模式(I)分粒徑吸濕增長(zhǎng)因子和混合狀態(tài)大氣氣溶膠樣品氣流先通過(guò)干燥系統(tǒng)干燥至相對(duì)濕度在10%以下；再進(jìn)入第一粒徑分選系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)中和器呈已知的電荷分布，然后進(jìn)入第一粒徑分選裝置選出設(shè)定粒徑的顆粒物；接著通過(guò)第二加濕系統(tǒng)加濕至設(shè)定的相對(duì)濕度；然后進(jìn)入第二粒徑分選系統(tǒng)分選濕狀態(tài)下不同粒徑顆粒物，最后進(jìn)入粒子計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。(2)干氣溶膠粒徑譜大氣氣溶膠樣品依次通過(guò)干燥系統(tǒng)、第一粒徑分選系統(tǒng)和粒子計(jì)數(shù)系統(tǒng)，得到干氣溶膠的粒徑分布。(3)濕氣溶膠粒徑譜大氣氣溶膠樣品依次通過(guò)干燥系統(tǒng)、第一加濕系統(tǒng)、第一粒徑分選系統(tǒng)和粒子計(jì)數(shù)系統(tǒng)，得到濕氣溶膠的粒徑分布。此部分觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于估算氣溶膠整體吸濕增長(zhǎng)效應(yīng)和氣溶膠消光效應(yīng)、設(shè)計(jì)氣溶膠光學(xué)特性閉合試驗(yàn)十分有幫助。(4)氣溶膠風(fēng)化行為氣溶膠依次通過(guò)干燥系統(tǒng)、第一加濕潤(rùn)系統(tǒng)(使顆粒物處于潮解狀態(tài)下，通常相對(duì)濕度大于85%)、第一粒徑分選系統(tǒng)、第二加濕系統(tǒng)(設(shè)定一個(gè)比第一加濕系統(tǒng)低的相對(duì)濕度)、第二粒徑分選系統(tǒng)和粒子計(jì)數(shù)系統(tǒng)，得到氣溶膠的風(fēng)化曲線。實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于為實(shí)現(xiàn)水箱中水體溫度的自動(dòng)控制，所述空氣濕氣流系統(tǒng)還包括水箱溫控器63及水體溫度傳感器64，水箱溫控器63通過(guò)水體溫度傳感器64測(cè)量水箱61中水體的溫度并控制加熱器加熱。具體原理是水箱溫控器通過(guò)水體溫度傳感器測(cè)量到水箱中的水體的溫度，當(dāng)測(cè)得的水體的溫度低于設(shè)定值時(shí)，就啟動(dòng)水箱內(nèi)的加熱器加熱水體。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于為保證空氣濕氣流系統(tǒng)的形成的濕氣流不在膜滲透式增濕器23、41內(nèi)冷凝而使設(shè)備損壞，所述空氣濕氣流系統(tǒng)還包括連接在水箱61出口端管體上的冷凝管65。從水箱出來(lái)的濕氣流先通過(guò)冷凝管，讓濕氣流中的水汽含量稍微降低。實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于本實(shí)用新型還包括有機(jī)玻璃箱體9，所述第一加濕系統(tǒng)、第一粒徑分選系統(tǒng)、第二加濕系統(tǒng)、第二粒徑分選系統(tǒng)均置于所述有機(jī)玻璃箱體9中，所述有機(jī)玻璃箱體內(nèi)置箱體溫控器(圖未示)、箱體溫度傳感器(圖未示)、箱體加熱器(圖未示)和對(duì)流風(fēng)箱(圖未示)，箱體溫控器通過(guò)箱體溫度傳感器測(cè)量有機(jī)玻璃箱體的溫度并控制箱體加熱器加熱。實(shí)施例5取廣州市某住宅小區(qū)的大氣氣溶膠樣品，先進(jìn)行粒子譜掃描，結(jié)果見(jiàn)圖2。在本實(shí)用新型的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x中，第一粒徑分選系統(tǒng)篩選出Dtl粒徑(40nm、80 nm> 110 nm> 150 nm、200 nm),吸濕后的粒徑為Dp,在第二粒徑分選系統(tǒng)中做粒徑掃描并計(jì)算濃度。以GF=DpzDtlSX軸，歸一化濃度為y軸畫圖，結(jié)果見(jiàn)圖3。若該圖只有一個(gè)峰，說(shuō)明粒子處于內(nèi)部混合狀態(tài)，若有兩個(gè)或兩個(gè)以上的峰，說(shuō)明粒子處于外部混合狀態(tài)。一般情況下，出現(xiàn)雙峰的概率較大，在GF < I. 15的峰稱為弱吸濕(或不吸濕)模態(tài)，GF> I. 15的峰稱為強(qiáng)吸濕模態(tài)。上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施案例不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)用新型的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化換及替換均屬于本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x，其特征在于包括 干燥系統(tǒng)包括膜滲透式干燥器(11)、泵(12)、限流孔(13)、溫濕度傳感器(15)、粒子過(guò)濾器(14)、三通閥(16)，所述粒子過(guò)濾器(14)的出口連接限流孔(13)的進(jìn)口，限流孔(13)的出口連接膜滲透式干燥器(11)的外壁輸入端，膜滲透式干燥器(11)的外壁輸出端與泵(12)連接，膜滲透式干燥器(11)的滲透膜出口連接三通閥(16)，在膜滲透式干燥器(11)的滲透膜出口與三通閥(16)連接的管道上設(shè)溫濕度傳感器(15)； 第一加濕系統(tǒng)包括三通閥(21)、三向閥(25)、膜滲透式增濕器(23)、溫濕度傳感器(24)、泵(22)，三通閥(21)的進(jìn)口與三通閥(16)的第一出口連接，三通閥(21)的第一出口與膜滲透式增濕器(23)的滲透膜進(jìn)口連接，膜滲透式增濕器(23)的滲透膜出口連接三向閥(25)的第一進(jìn)口，泵(22)與膜滲透式增濕器(23)的外壁輸出端連接，三通閥(21)的第二出口與三向閥(25)的第二進(jìn)口連接； 第一粒徑分選系統(tǒng)包括中和器(31)、粒徑分選裝置(32)、質(zhì)量流量計(jì)(35)、粒子過(guò)濾器(37)、高壓器(33)、溫濕度傳感器(34)、鼓風(fēng)機(jī)(36)、三通閥(38)，所述中和器(31)的進(jìn)口與三向閥(25 )的出口連接，中和器(32 )的出口與粒徑分選裝置(32 )的進(jìn)口連接，粒徑分選裝置(32)的出口與三通閥(38)的進(jìn)口連接，粒徑分選裝置(32)的鞘流出口順次連接質(zhì)量流量計(jì)(35)、鼓風(fēng)機(jī)(36)、粒子過(guò)濾器(37)再與粒徑分選裝置(32)的鞘流進(jìn)口連接，高壓器(33 )連接至粒徑分選裝置(32 )內(nèi)部，連接粒徑分選裝置(32 )和三通閥(38 )的管道上設(shè)溫濕度傳感器(34)； 第二加濕系統(tǒng)包括膜滲透式增濕器(41)、泵(42)、溫濕度傳感器(43)，所述膜滲透式增濕器(41)的滲透膜進(jìn)口與三通閥(38)的第一出口連接，泵(42)與膜滲透式增濕器(41)的外壁輸出端連接，在膜滲透式增濕器(41)的滲透膜出口的管道上設(shè)溫濕度傳感器(43)；第二粒徑分選系統(tǒng)包括粒徑分選裝置(51)、質(zhì)量流量計(jì)(55)、粒子過(guò)濾器(53)、高壓器(52)、溫濕度傳感器(56)、鼓風(fēng)機(jī)(54)、三向閥(57)，所述粒徑分選裝置(51)的進(jìn)口與膜滲透式增濕器(41)的滲透膜出口連接，粒徑分選裝置(51)的出口與三向閥(57)的第一進(jìn)口連接，在粒徑分選裝置(51)的出口與三向閥(57)連接的管道上設(shè)溫濕度傳感器(56 )，高壓器(52)連接至粒徑分選裝置(51)內(nèi)部，粒徑分選裝置(51)的鞘流出口順次連接質(zhì)量流量計(jì)(55)、鼓風(fēng)機(jī)(54)、粒子過(guò)濾器(53)再與粒徑分選裝置(51)的鞘流進(jìn)口連接，三向閥(57)的第二進(jìn)口與三通閥(38)的第二出口連接； 空氣濕氣流系統(tǒng)包括水箱(61)、粒子過(guò)濾器(62)、粒子過(guò)濾器(66)、干空氣自動(dòng)比例閥(67)、三通閥(68)，水箱(61)內(nèi)置加熱器，粒子過(guò)濾器(62)與水箱(61)的進(jìn)氣口連接，水箱(61)的出氣口與三通閥(68)的進(jìn)口連接，三通閥(68)的第一出口與膜滲透式增濕器(23)的外壁輸入端連接，三通閥(68)的第二出口與膜滲透式增濕器(41)的外壁輸入端連接，粒子過(guò)濾器(66)的輸出口與干空氣自動(dòng)比例閥(67)的進(jìn)口連接，干空氣自動(dòng)比例閥(67)的出口連接至水箱(61)的出氣口連接的管道上； 粒子計(jì)數(shù)系統(tǒng)包括三向閥(75)、(74)，凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器(71)、泵(72)、質(zhì)量流量計(jì)(73),凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器(71)的出口與泵(72)連接，凝結(jié)粒子計(jì)數(shù)器(71)的進(jìn)口連接至三向閥(74)的出口，三向閥(74)的第一進(jìn)口與質(zhì)量流量計(jì)(73)的出口連接，質(zhì)量流量計(jì)(73)的進(jìn)口與三向閥(75)的出口連接，三向閥(75 )的第一進(jìn)口與三通閥(16 )的第二出口連接，三向閥(75)的第二進(jìn)口與三向閥(57)的出口連接；壓縮空氣系統(tǒng)包括順次連接的空氣壓縮罐(81)、壓力調(diào)節(jié)閥(82)、粒子過(guò)濾器(83)、自動(dòng)比例閥(84)，自動(dòng)比例閥(84)的出口連接至三向閥(74)的第二進(jìn)口 ； 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括電性連接的數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件；質(zhì)量流量計(jì)(35)、(55)、(75)，溫濕度傳感器(15)、(24)、(34)、(43)、(56)，三通閥(21)、(68)，高壓器(33)、(52)，鼓風(fēng)機(jī)(36) 、(54)均與數(shù)據(jù)采集卡電性連接。
2.如權(quán)利要求I所述的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x，其特征在于所述空氣濕氣流系統(tǒng)還包括水箱溫控器(63)及水體溫度傳感器(64)，水箱溫控器(63)通過(guò)水體溫度傳感器(64)測(cè)量水箱(61)中水體的溫度并控制加熱器加熱。
3.如權(quán)利要求I所述的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x，其特征在于所述空氣濕氣流系統(tǒng)還包括連接在水箱(61)出口端管體上的冷凝管(65 )。
4.如權(quán)利要求I所述的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x，其特征在于還包括有機(jī)玻璃箱體(9)，所述第一加濕系統(tǒng)、第一粒徑分選系統(tǒng)、第二加濕系統(tǒng)、第二粒徑分選系統(tǒng)均置于所述有機(jī)玻璃箱體(9)中，所述有機(jī)玻璃箱體內(nèi)置箱體溫控器、箱體溫度傳感器、箱體加熱器和對(duì)流風(fēng)箱，箱體溫控器通過(guò)箱體溫度傳感器測(cè)量有機(jī)玻璃箱體(9)的溫度并控制箱體加熱器加熱。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x，其包括干燥系統(tǒng)、第一加濕系統(tǒng)、第一粒徑分選系統(tǒng)、第二加濕系統(tǒng)、第二粒徑分選系統(tǒng)、空氣濕氣流系統(tǒng)、粒子計(jì)數(shù)系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的大氣氣溶膠吸濕特性測(cè)量?jī)x兼俱測(cè)量各粒徑氣溶膠的吸濕增長(zhǎng)因子和混合狀態(tài)測(cè)量功能、干(濕)粒徑譜測(cè)量功能，自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定性好，有助于全面了解各粒徑段的吸濕性及其對(duì)氣溶膠光學(xué)特性的影響，同時(shí)對(duì)大氣灰霾形成機(jī)理等方面的研究有重要意義。
文檔編號(hào)G01N15/00GK202720173SQ20122029773
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者譚浩波, 許漢冰, 李菲, 萬(wàn)齊林, 銀燕, 鄧雪嬌 申請(qǐng)人:中國(guó)氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所, 中山大學(xué)