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儀器概述

納米核計數器系統（英文名：Airmodus A11 Nano Condensation Nucleus Counter System；英文縮寫：A11nCNC）由位于芬蘭的Airmodus公司研發(fā)制造。A11nCNC是一款可以測量超細顆粒物活化粒徑譜分布的高精密度儀器系統，測量粒徑范圍最小達1 nm。它不僅能夠用于來測量亞微米顆粒物的數濃度，也能夠用于在線研究1-3 nm粒子特點和動力學特征。A11nCNC由粒徑增長器（A10 PSM）、顆粒物計數器（bCPC）和控制軟件三部分組成；其中粒徑增長器（A10PSM）也可以與其它粒子測量儀器結合使用，具體功能見A10PSM 詳細介紹。

A11nCNC系統設有三種操作模式：

  • 單通道模式：單個特定的切割粒徑，用于觀測納米級顆粒物的外觀
  • 步進通道模式：逐個切換用戶設置的數個切割粒徑，用于觀測用戶預設粒徑類型
  • 掃描模式：在兩分鐘內完成對選定粒徑范圍的掃描，給出1-3nm顆粒物的活化譜圖

Airmodus_A11nCNC.jpg

技術優(yōu)勢

  1. 實時計數；
  2. 可用于測量亞微米氣溶膠粒子總數濃度；
    • 該系統可以設置固定的切割粒徑，以測量該粒徑以下直至1nm粒徑段的粒子總數。
    • 可作為極小粒子的指示器
  3. 可測量1-3nm粒子活化譜分布，獲取檢測粒子的粒徑或者組分信息；
  4. 實時轉換數據。A11nCNC操作軟件包含所有轉換函數，可方便設置聚核氣溶膠粒子的活化粒徑譜。
  5. 監(jiān)測粒徑小于3nm的粒子時間變化序列，檢測粒子的成核時間及大小，研究粒子的形成與增長過程。

應用范圍

  1. 氣溶膠基礎研究
  2. 室內空氣質量評估
  3. 過濾器和空氣濾清器測試
  4. 粒子脫落及組件測試
  5. 大氣和氣候研究
  6. 粒子的形成和生長的研究
  7. 粒子計數器校準
  8. 燃燒和發(fā)動機尾氣的研究
  9. 吸入研究和暴露評價
  10. 健康影響研究
  11. 環(huán)境監(jiān)測
  12. 納米技術研究
  13. 移動平臺氣溶膠觀測

技術指標

  1. 粒徑測量范圍：1-1000 nm ，檢測下限可以自行設置。使用氧化鎢的當量粒徑，范圍為1.3-2.5 nm
  2. 采樣流量：2.5 LPM，進入CPC樣品流量為1 LPM。用戶可選擇其它流量，具體請聯系廠家。
  3. 使用液體：二甘醇和正丁醇
  4. 運行溫度范圍：15 - 35°C
  5. 通信接口：RS-232串口和USB 2.0接口
  6. 可編程0-10V模擬輸出給外部設備，如用于控制DMA或者過濾粒子
  7. 外部真空要求：常溫常壓環(huán)境時，小于0.4 bar
  8. 外部加/供壓要求：常溫常壓環(huán)境時，1-2.5 bar
  9. 電源：88 - 264 VAC，320 W

工作原理

Airmodus_A11nCNC_theory.png

經過顆粒物切割器后的氣溶膠（1-3nm）樣氣進入PSM，經過飽和的二甘醇飽和蒸氣冷凝長大為動力學直徑約為90nm左右的粒子。之后經過外置的CPC二次長大為光學可測量的大粒子、并計數。

參考文獻

  1. Wimmer, D., Lehtipalo, K., Nieminen, T., Duplissy, J., Ehrhart, S., Almeida, J., Rondo, L., Franchin, A., Kreissl, F., Bianchi, F., Manninen, H. E., Kulmala, M., Curtius, J., and Petäjä, T.: Technical Note: Using DEG-CPCs at upper tropospheric temperatures, Atmos. Chem. Phys., 15, 7547-7555, doi:10.5194/acp-15-7547-2015, 2015.
  2. Kangasluoma, J., Franchin, A., Duplissy, J., Ahonen, L., Korhonen, F., Attoui, M., Mikkilä, J., Lehtipalo, K., Vanhanen, J., Kulmala, M., and Petäjä, T.: Operation of the Airmodus A11 nano Condensation Nucleus Counter at various inlet pressures, various operation temperatures and design of a new inlet system, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 8, 8483-8508, doi:10.5194/amtd-8-8483-2015, 2015.
  3. Yu, H., Zhou, L. Y., Dai, L., Shen, W. C., Zheng, J., Ma, Y., and Chen, M. D.: Nucleation and growth of sub-3 nm particles in the polluted urban atmosphere of a megacity in China, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 15, 18653-18690, doi:10.5194/acpd-15-18653-2015, 2015.
  4. Xiao, S., Wang, M. Y., Yao, L., Kulmala, M., Zhou, B., Yang, X., Chen, J. M., Wang, D. F., Fu, Q. Y., Worsnop, D. R., and Wang, L.: Strong atmospheric new particle formation in winter, urban Shanghai, China, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 14, 26655-26688, doi:10.5194/acpd-14-26655-2014, 2014.