納米顆粒掃描電遷移率粒徑譜儀

圖 1：U-SMPS 2050X / 2100X / 2200X

　　Palas® 通用掃描遷移率粒徑譜儀（U-SMPS）可提供兩種版本。長(zhǎng)分類柱（2050X / 2100X / 2200X 型號(hào)）可以確定 8 至 1200 nm 的粒徑分布。該系列已經(jīng)集成了 X 射線源作為中和器（參見(jiàn)圖 1），代替放射性中和器（例如使用 Kr-85），優(yōu)點(diǎn)是在運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)需遵循針對(duì)放射源的要求。Palas®U-SMPS 系統(tǒng)包括一個(gè)分類器 [ 在 ISO15900 中定義為電遷移率分級(jí)器（DEMC），也稱為微分遷移率分析儀（DMA）]，可根據(jù)氣溶膠顆粒的電遷移率選擇相應(yīng)的氣溶膠顆粒并傳送到出口。然后通過(guò)冷凝顆粒計(jì)數(shù)器（例如 UF-CPC）對(duì)這些顆 粒 進(jìn) 行 計(jì) 數(shù)。三 種 可 用 的 UF-CPC 型 號(hào) 可 在 各 種 濃 度 范 圍 內(nèi) 實(shí) 現(xiàn) 的 單 顆 粒 計(jì) 數(shù)。 Palas 使 用 了 由 Wiedensohler 教 授（IfTLeipzig，德國(guó)）開發(fā)的演算算法，將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 U-SMPS 的顆粒分布。U-SMPS 使用圖形化用戶界面并在觸摸屏上進(jìn)行操作。一次粒子分布掃描可以在短短 30 秒之內(nèi)執(zhí)行，并且每十進(jìn)制多達(dá) 64 個(gè)尺寸通道。在掃描期間，DEMC 分類器中的電壓連續(xù)變化，從而導(dǎo)致每個(gè)尺寸通道的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)效率更高。集成的數(shù)據(jù)記錄器允許在設(shè)備上設(shè)置線性或?qū)?shù)顯示測(cè)量值。隨附的評(píng)估軟件可提供各種數(shù)據(jù)評(píng)估（各種統(tǒng)計(jì)和平均值），以及導(dǎo)出功能。U-SMPS 通常作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行，但也可以連接到計(jì)算機(jī)或使用各種接口（USB，LAN，WLAN，RS-232 / 485）連接網(wǎng)絡(luò)。 Palas®U-SMPS 支持 DMA，CPC 和其他制造商的氣溶膠靜電計(jì)。 U-SMPS 對(duì)顆粒物準(zhǔn)確的尺寸確定和可靠性能極其重要，尤其是對(duì)于校準(zhǔn)來(lái)說(shuō)。所有組件都必須通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量保證測(cè)試，并且必須內(nèi)部組裝。 圖 2 給出了U-SMPS 的工作原理：氣溶膠在進(jìn)入分類器（DEMC）之前先經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)。 選配的干燥器（例如硅膠，Nafion）可以去除顆粒中的水分。 雙極中和劑（XRC 049）用于確保氣溶膠電荷分布符合預(yù)定。 在 DEMC 的入口處需要一個(gè)撞擊器以去除大于分類器尺寸范圍的顆粒。

　　圖 2：掃描遷移率粒度儀（U-SMPS）的工作原理。氣溶膠導(dǎo)入通過(guò) DEMC 柱的進(jìn)樣口。沿著外部電極的氣溶膠在此與鞘氣合并。合并過(guò)程要避免湍流，確保層流。電極的表面必須極其光滑和精準(zhǔn)。該鞘氣是干燥的、無(wú)顆粒的載氣（通常為空氣），比氣溶膠的體積大，且在閉環(huán)中連續(xù)循環(huán)。鞘氣與樣品空氣的體積比決定了傳遞效率，從而決定尺寸分類器的分辨率。在內(nèi)部和外部電極之間施加電壓產(chǎn)生徑向?qū)ΨQ電場(chǎng)。內(nèi)電極帶正電，末端有一個(gè)小縫隙。通過(guò)平衡每個(gè)粒子上的電場(chǎng)力及其在電場(chǎng)中的空氣動(dòng)力學(xué)阻力，帶負(fù)電顆粒轉(zhuǎn)移到正電極。根據(jù)它們的電遷移率，一些顆粒會(huì)通過(guò)頂部小縫隙離開 DEMC。在操作中，電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)持續(xù)變化，使得不同遷移率的顆粒離開 DEMC，并由納米粒子計(jì)數(shù)器（例如冷凝粒子計(jì)數(shù)器）連續(xù)測(cè)量計(jì)數(shù)（例如 Palas®UF-CPC）。實(shí)用的軟件提供多數(shù)據(jù)信息（如電壓，粒子數(shù)等）并取得粒度分布數(shù)據(jù)，如圖 3 所示。

　　圖 3：Palas®DNP3000 顆粒發(fā)生器產(chǎn)生的氣溶膠的粒徑分布?；诳蛻舴答?，優(yōu)化過(guò)的用戶界面和軟件可以進(jìn)行直觀的操作、實(shí)時(shí)控制并顯示測(cè)量數(shù)據(jù)和參數(shù)。 此外，通過(guò)集成的數(shù)據(jù)記錄器、完善的導(dǎo)出功能和網(wǎng)絡(luò)連接，該軟件可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理功能。 測(cè)量數(shù)據(jù)有多種形式顯示和評(píng)估。 可用的系統(tǒng)：下面的文檔介紹了 DEMC 和 Palas® 提供的計(jì)數(shù)器的各種組合。其他制造商提供的大多數(shù) DMA，CPC 和氣溶膠靜電計(jì)都可以用作 U-SMPS 系統(tǒng)的組件。

優(yōu)點(diǎn)

○ 粒徑分布范圍為 8nm 至 1.2μm

○ 連續(xù)快速掃描測(cè)量原理

○ 高分辨率，最多 128 個(gè)尺寸通道 / 十進(jìn)制

○ 適用于 108 顆粒 / cm3 的濃度

○ 跟其他制造商的 DMA 和納米顆粒計(jì)數(shù)器通用

○ 圖形顯示測(cè)量結(jié)果

○ 7 英寸觸摸屏和 GUI 直觀操作

○ 內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄儀

○ 支持多種接口和遠(yuǎn)程訪問(wèn)

○ 低維護(hù)

○ 功能可靠

○ 減少您的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用

應(yīng)用領(lǐng)域

○ 過(guò)濾測(cè)試

○ 氣溶膠研究

○ 環(huán)境與氣候研究

○ 吸入實(shí)驗(yàn)

○ 室內(nèi)和工作場(chǎng)所測(cè)量