仪器概述

粒子粒径增长器（英文名：Particle Size Magnifier；英文缩写：A10 PSM）由位于芬兰的Airmodus公司研发制造。其主要功能是使纳米粒子增长，达到一台标准CPC的检测限。A10 PSM激活粒径最小可达1nm, 可以观测核膜态粒子和分子簇的大小。该仪器可测量大气中超细粒子，可以利用1-3nm粒子的活化谱图进一步研究粒子的增长过程。

A10 PSM选择硫酸铵作为标定物质。在标定的基础上，用户可以在软件中轻松选择氧化钨当量的切割粒径。可选50%切割效率的当量粒径范围为1.3nm-2.5nm。

A10PSM研究的粒子直径低于现今任何一台CPC的检测限！

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功能特点

  1. 实时计数粒子数目，最小粒径达1nm
  2. 同时可以对检测电中性粒子进行检测
  3. 采用原位技术实时检测粒子的成核时间及大小现象
  4. 研究1-3nm颗粒物的形成与增长过程
  5. 通过活化谱图可获取检测粒子的粒径或者组分的活化谱图信息

应用范围

  1. 纳米气溶胶粒子研究
  2. 机动车排放研究
  3. 大气环境监测
  4. 气候变化研究
  5. 健康研究

应用案例

Airmodus_A10PSM_compare.jpg

2009年5月于芬兰北方森林观测站，三天连续观测记录的数据结果；其中气溶胶粒子分布来自DMPS（上图），下图为参与实验的仪器总粒子数浓度对比，包括PSM样机、PHA-UCPC、TSI3776（B-UCPC）、TSI3786(W-UCPC)。图中数据表明，PSM测得的总粒子浓度与其它商用CPC基本一致；只有在最初的两天比较高，由于这段时间粒子浓度比较低而PSM较低的检出限又使PSM能够检出更多的粒子。这与Lehtipalo et al.(2009)的观测结果相吻合。

技术指标

  1. 粒径测量范围：1-1000 nm ，检测下限可以自行设置。使用氧化钨的当量粒径，范围为1.3-2.5 nm
  2. 采样流量：2.5 LPM，进入CPC样品流量为1-1.5 LPM。用户可选择其它流量，具体请联系厂家。
  3. 使用液体：二甘醇
  4. 运行温度范围：15 - 35°C
  5. 通信接口：RS-232串口和USB 2.0接口
  6. 可编程0-10V模拟输出给外部设备，如用于控制DMA或者过滤粒子
  7. 外部真空要求：常温常压环境时，小于0.4 bar
  8. 外部加/供压要求：常温常压环境时，1-2.5 bar
  9. 尺寸：290 * 490 * 465 （H*W*D mm）
  10. 重量：17kg
  11. 电源：88 - 264 VAC，320 W

工作原理

Airmodus_A10PSM_schematic.jpg

PSM主要由三部分组成，包括饱和器单元、混合装置单元、粒子增长单元。如图所示，过滤后的干净空气进入由工作液体（二甘醇）包围的多孔饱和器，形成高温饱和气流；然后持续与冷却的气溶胶气流混合，形成过饱和的混合气流；并进入长15厘米的增长管路单元，完成粒子增长。

PSM通过精确控制气流流量和各单元湿度促进粒子冷凝增长，并通过独特的设计防止液体溢出、减少粒子损失。混合单元精心的选材阻止与其它部分的热传导，保证绝热增长环境，同时保证粒子与饱和气流和充分混合。

参考文献

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