便携式机动车超细颗粒物粒径谱仪研制 #br#

精确测量机动车排放尾气中的超细颗粒物粒径分布, 对于大气污染和人体健康风险评估意义重大。基于之前 研发的单极性荷电器、平板差分电迁移分析仪 (PDMA) 和法拉第杯静电计 (FCE) 等模块, 研制了一款便携式超细颗 粒物粒径谱仪, 可实时监测机动车排放尾气中 20∼500 nm 的超细颗粒物粒径分布。开展了自研粒径谱仪的标定实验, 结果表明该粒径谱仪所测得的粒径峰值与 TSI 3081A/3082 筛选出的 40 nm 和 100 nm 的单粒径颗粒物相差 ±5% 以内, 同时所测得数浓度与毕加索 (Pegasor) 颗粒物数浓度监测仪 (PPS-M) 测得的数浓度相差 ±10%。进而针对不同型号机 动车进行了外场实验, 实验结果表明汽油和柴油机动车排放尾气中的颗粒物数浓度主要集中在小于 40 nm 的粒径范 围。此外在与商业仪器的比对实验中, 自研粒径谱仪测得峰值的中值粒径为 20 nm, 商业化的静电低压撞击器 (ELPI) 测得峰值的中值粒径为 17 nm, 二者相差 15%, 表明二者具有良好的一致性。     

机动车排放超细颗粒物在线监测技术研究进展 #br#

机动车排放的超细颗粒物是大气污染的主要来源之一, 具有高的数浓度和表面积, 对其进行准确在线监测是 机动车排放评估与控制措施制定的重要前提。随着欧盟和中国相继在机动车排放标准中增加颗粒物粒子数量 (PN) 控 制指标, 对在线监测技术的要求也日益提高。目前, 对机动车排放的超细颗粒物数量的测量主要采用扩散荷电法和凝 结核粒子计数法, 对其粒径谱分布的测量主要采用空气动力学和电迁移率分级方法。综述了国内外在机动车排放超 细颗粒物在线监测技术方面的研究现状, 重点介绍了主要发展的几种测量技术及仪器的原理、特点和应用状况, 并对 其未来发展进行了展望。     

海底激光雷达悬浮颗粒粒径分布反演方法的研究

在激光雷达海洋探测技术中,为了实时监测海水中悬浮颗粒物粒径分布,需要对激光雷达接收信号进行处理和反演计算。根据Mie散射理论,用聚苯乙烯粒子作为研究样本,取三种不同粒径的聚苯乙烯粒子,分别配制不同浓度的溶液、测量了不同散射角、不同光波长下的散射系数随浓度的变化关系。测量结果表明:在散射角为15°,光波长范围为450 nm~700 nm时,散射系数与浓度具有很好的单调递增性;对1∶1∶1 的三种粒径聚苯乙烯溶液进行了测量,结果说明混合物散射系数与同种浓度下三种单粒径的散射系数之和基本一致,具有很强的线性相关性;通过实验与理论比较,在适合波段内,反演误差小,反演精度较高。     

空气动力学粒径谱与微量振荡天平颗粒物质量浓度的测量比较

空气动力学粒径谱仪和微量振荡天平法测尘仪的工作原理不同,数据表示形式不同.用APS3321空气动力学粒径谱仪对北京2008年冬、春、夏进行大气颗粒物粒径分布和质量浓度测量,同步使用3台R&P1400a的微量振荡天平法测尘仪分别测量空气中的PM10、PM2.5和PM1.0的质量浓度,对两种方法测量的数据进行相关比较,获得微量振荡天平法测尘仪与空气动力学粒径谱仪的测量数据的相关性,建立了回归方程.     

基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量

气溶胶光吸收特性是影响气溶胶大气辐射强迫的重要因素,光声光谱技术被认为是测量气溶胶光吸收特性的理想方法之一。利用扫描电迁移率粒径谱仪和自行设计的气溶胶吸收光声光谱仪对合肥郊区大气气溶胶的粒径分布和吸收系数进行了连续测量,获得了某一时段大气气溶胶粒径谱和吸收系数的变化趋势,分析发现大气气溶胶的吸收系数与其数浓度和粒径分布存在较好的正相关性,且碳质气溶胶的排放是影响该地区大气气溶胶光吸收特性的主要原因。     

北京城区奥运期间大气细粒子谱分布与变化特征研究

随着工业经济的迅速发展,颗粒物已经逐步成为我国大气污染的首要污染源,考虑到对人体的健康危害,大气颗粒物的数浓度值可能比质量浓度值更重要,因而对大气细粒子谱分布的研究也就越发显得重要.利用安徽光学精密机械研究所研制的大气细粒子谱分析仪,对北京城区奥运期间的大气细粒子实现从纳米到微米颗粒物的原位、快速、在线、宽范围粒径谱测量,并对奥运期间各粒径段内粒子日平均数浓度及实时变化规律进行分析.同时,结合地面能见度信息,对奥运赛事期间北京大气气溶胶细粒子谱分布特征及其与能见度的相关性进行了定性分析.结果表明,核模态粒子(5～20 nm)主要受气相成核过程的影响,其数浓度呈单峰值结构;爱根核模态(20～100 nm)受人为源及核模态粒子影响较大,其数浓度呈典型的三峰值结构;积聚模态(100 nm～1 μm)数浓度日变化不大,但受大风、降水等天气影响较大,且数浓度的高低将直接影响大气能见度.     

一种自制软X 射线颗粒中和器与同类商业化中和器的性能比较 #br#

运用扫描电迁移率粒径谱仪对比测试自制软 X 射线中和器 (CM-SXR) 与商业化 TSI 高级气溶胶中和器 (TSI-SXR)。研究结果表明, 对于 20 nm 以上颗粒物, 在差分电迁移率分析仪 (SMPS) 筛分负电荷模式下, 对不同颗粒 物 (聚苯乙烯乳胶颗粒、硫酸铵及氯化钠颗粒、室内空气颗粒) 的测试均显示, 使用自制中和器比使用 TSI 中和器测 量所得的颗粒物数浓度要高, 浓度差异最大达 40%; 而在筛分正电荷模式下, 其结果正好相反, 最大浓度差达 77%。造 成上述差异的原因可能是由于软 X 射线在两种中和器中放置位置不同而导致放射程度不同以及停留时间存在差异, 从而最终导致中和器中颗粒物正负电荷分布不同。     

利用颗粒物数密度谱计算质量浓度的方法研究

利用自行研制的空气动力学粒谱仪和颗粒物质量监测器振荡天平,于2006年2月在北京测量了大气气溶胶的粒子数密度与质量浓度.在对二者进行相关性分析的基础上,运用多元回归方法,得出了利用粒子数密度谱获取颗粒物(PMl0)质量浓度谱的经验公式,并对公式进行了实验验证.同时分析了北京市初春气溶胶的有关特征,以期对北京市大气污染总量控制方案及对策提供科学依据.     

一种新型软X 射线气溶胶荷电器的开发与评测 #br#

现有荷电器对 1∼3 nm 气溶胶的通过效率和荷电效率都较低。研发了一种新型软 X 射线气溶胶双极荷电器, 通过结构设计的改进极大地提高了 3 nm 以下气溶胶的通过效率, 同时该荷电器对不同粒径气溶胶的本征荷电效率仍 与现有荷电器相近。实验室评测结果表明: 在 1 L·min−1 流量下, 新型荷电器对 3 nm 以下不同粒径气溶胶的通过效率 与 TSI 3088 软 X 射线荷电器相比可提高 175%∼300%; 在 2.5 L·min−1 流量下, 可提高 115%∼173%。同时, 新型荷电器 对 10∼40 nm 及 3 nm 以下气溶胶的本征荷电效率与目前广泛使用的 Fuchs 稳态理论近似公式计算得出的荷电效率及 其他类似荷电器的实测荷电效率基本吻合。相对于现有的商业荷电器, 该新型荷电器对 3 nm 以下气溶胶有着更高的 表观荷电效率, 具有潜在的应用价值。     

空气动力学粒谱分析仪标定方法研究

空气动力学粒谱分析仪是一种基于飞行时间气溶胶粒子束光谱技术的仪器,能够实时、在线、连续、高速地测量空气动力学粒径谱.它的标定方法正确与否是仪器准确工作的前提,依据动量定理以及空气动力学理论推导了空气动力学粒谱分析仪的标定公式,并用实验数据进行了曲线拟合,对此公式进行了验证,得出了空气动力学喷嘴中气溶胶颗粒物空气动力学粒径倒数的立方与颗粒物速度的关系可以用多项式进行拟合的结论.     

大气气溶胶细粒子谱校正方法实验研究

利用Gilibrator-2电子皂膜流量计对扫描电迁移率粒径分析仪(scanning mobility particle sizer,SMPS)的系统流量进行了校正,同时利用气溶胶发生器对SMPS测量粒径的准确度进行了检测。结果表明:校正SMPS系统流量前,其样流和鞘流的面板显示值与实际值存在偏差。用标准粒径200 nm的聚苯乙烯乳胶球发生气溶胶,得到校正面板流量前后SMPS的峰值直径分别为274.3 nm和198.7 nm,测量结果与标准粒径的偏差从36.1%降低到2.1%,校正后可以实现准确测量。对比分析了校正流量前后SMPS谱分布和数浓度的变化情况以说明校正的必要性。     

基于线阵光电传感器的高精度气溶胶粒径浓度测量

本文提出一种使用一维线阵光电传感器作为测量装置的方法,实现气溶胶粒径与浓度的高精度测量。通过流速气溶胶粒径瞬态直接成像计算的手段,进行实时区域尺度范围内气溶胶的浓度检测。其理论模型首次采用了线阵光电传感器与高倍显微物镜的物像共轭放大成像,避免常规误差较大的全散射米氏光学模型,同时克服了面阵成像瞬时采样的弛豫效应,计算量少且测量精度较高。实验结果表明,系统可检测的气溶胶粒子范围在1~10 m区间,测量误差优于8%。     

霾天气气溶胶谱分布特征分析

霾天气是一种常见的天气现象,它严重影响大气能见度和大气光传输。为了研究霾气溶胶的特性,利用粒子计数器对不同地区霾天气气溶胶实际测量结果使用Junge谱和对数正态谱对霾气溶胶粒子谱进行拟合,得到不同地区霾气溶胶粒子谱分布的特征,最后还分析了霾天气过程中气溶胶粒子大小随相对湿度的变化规律。     

广州亚运会及残运会期间大气细粒子谱特征分析

2010年广州亚运会及残运会期间利用大气细粒子谱分析仪, 对广州城区和周边地区进行了大气细粒子谱的连续在线监测。研究了测量获得的粒子数浓度谱,分析了粒子数浓度的日变化特征,并对各个模态的粒子数浓度变化分别进行了研究。结果表明大气中气溶胶粒子主要集中在较小粒径。核模态粒子的数浓度主要受交通排放和气相成核影响,其中大学城站点呈单峰值分布,鹤山站点呈三峰值分布。爱根核模态粒子的数浓度受人类活动和核模态粒子涨大成爱根核模态粒子的影响,大学城站点呈三峰值分布,鹤山站点呈两峰值分布。积聚模态粒子和粗粒子模态粒子的数浓度的显著特点是白天低晚上高。鹤山监测站的粗粒子模态粒子的数浓度谱线受海盐溅沫的影响,在夜间有一峰值。最后分析了降雨对大气细粒子的清除作用。     

气溶胶粒径数密度谱的激光大气传输工程应用

气溶胶粒径数密度谱分布是激光大气传输计算的重要参量,鉴于气溶胶的时空变化和难于现场测量的特点,以实测数据为依据,从工程应用角度出发,使用数据拟合的方法得到气溶胶粒径数密度谱与能见度的函数表达式,并通过仿真计算验证该函数的实用性.     

合肥、岳西、厦门和北京气溶胶谱分布特征分析

为了研究中国东部典型地区气溶胶粒子谱分布特征,建立东部典型地区的气溶胶粒子谱分布模式,1998年11月～2010年6月期间,使用光学粒子计数器对合肥、岳西、厦门和北京等地区的大气气溶胶进行了长期测量.使用对数正态分布对谱分布进行拟合,对不同地区不同月份的气溶胶谱分布进行了统计和对比分析,初步建立中国东部典型地区气溶胶谱...