ACSM
基于與氣溶膠質(zhì)譜儀（Aerodyne-AMS）相同的技術(shù)開發(fā)的氣溶膠化學(xué)組分在線監(jiān)測儀(ACSM) 舍去了氣溶膠質(zhì)譜儀的粒徑篩選功能，并采用商業(yè)級(jí)的四極桿質(zhì)譜儀，相對(duì)而言體積小、價(jià)格低、維護(hù)簡單、易于操作，使其更適用于長期無人照看的日常監(jiān)測應(yīng)用。
新版的ACSM可以測量PM2.5的化學(xué)組成，并可以實(shí)時(shí)輸出常用格式（.csv，.dat）的化學(xué)組分濃度數(shù)據(jù)和儀器狀態(tài)參數(shù)。便于數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)測平臺(tái)，更為簡潔方便。
mini-AMS
CToF-miniAMS是在HToF-AMS的濃縮版，保留了AMS的粒徑篩選功能和C-ToF的質(zhì)荷比測量區(qū)間和分辨率，但是真空系統(tǒng)采用Pfeiffer的SplitFlow(TM) Pump，極大地減小了AMS的體積和重量，更加適用搬運(yùn)和維護(hù)，價(jià)格相對(duì)便宜。
圖5. CToF-miniAMS
AMS
氣溶膠質(zhì)譜儀由位于美國馬薩諸塞州比爾瑞卡市（Billerica, Massachusetts, USA）的"飛行器研究公司"（Aerodyne Research, Inc.）制造。它采用分粒徑采樣技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)，是目前能夠定量、實(shí)時(shí)地分析和測量氣溶膠化學(xué)組分的質(zhì)量濃度及其粒徑分布的商用氣溶膠質(zhì)譜儀。該儀器被廣泛安裝在觀測站點(diǎn)、移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、船舶和飛機(jī)平臺(tái)；目前已經(jīng)有超過200 臺(tái)AMS 應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、科研單位和政府部門。
根據(jù)安裝部件的不同，氣溶膠質(zhì)譜儀可以分為多種機(jī)型，目前使用廣泛的主要為
圖2.高分辨率飛行時(shí)間氣溶膠質(zhì)譜儀（嵌入黑炭模塊）
可選部件：
- 熱力熔蝕系統(tǒng)(TDS)：熱力熔蝕系統(tǒng)可以輔助檢測揮發(fā)性有機(jī)氣溶膠。熱力熔蝕系統(tǒng)只對(duì)氣溶膠樣品進(jìn)行前處理，可用于所有型號(hào)的AMS 自動(dòng)采樣系統(tǒng)和其它氣溶膠采樣系統(tǒng)。該部件可以獨(dú)立運(yùn)行，與其它測量儀器聯(lián)用。
- 二次顆粒物氧化生成反應(yīng)器(PAM)：二次顆粒物氧化生成反應(yīng)器通過準(zhǔn)確控制溫度、相對(duì)濕度、氧化劑濃度與相互比例等參數(shù)，在反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)已知的高氧化環(huán)境，能夠以分鐘為時(shí)間分辨率模擬大氣環(huán)境中氣體前體物生成的氧化過程。該設(shè)備還能夠與許多氣溶膠觀測設(shè)備搭配使用，是一次氣溶膠非均相氧化研究與二次氣溶膠生成研究的重要工具。
應(yīng)用范圍
- 氣候變化和空氣質(zhì)量研究；
- 有機(jī)氣溶膠定量分析：分離并定量分析有機(jī)組分，包括HOA（碳?xì)溆袡C(jī)氣溶膠，主要為一次燃燒排放）和OOA（氧化氣溶膠，為二次氣溶膠主要來源）；
- 可安裝于車、船和飛機(jī)等監(jiān)測平臺(tái)實(shí)施移動(dòng)觀測；
- 可以滿足煙霧研究高達(dá)100Hz 的快速響應(yīng)要求；
- 煙霧箱試驗(yàn)研究；
- 燃燒源排放監(jiān)測和源特征分析；
技術(shù)指標(biāo)
| 質(zhì)譜儀類型 | 檢測限 (ng·m-3) | 質(zhì)量分辨率 (m/Δm)： | 質(zhì)量范圍 (m/z)： |
| Q-AMS | 32 | 300 | 1 - 300 |
| C-ToF-AMS | 1.2 | 800 | 1 - 1000 |
| CToF-miniAMS | 1.2 | 800 | 1 - 1000 |
HR-ToF-AMS SP-AMS |
2.9 | 2500 | 1 - 1200 |
HR-ToF-AMS SP-AMS |
32 | 5000 | 1 - 1200 |
L-ToF-AMS LToF-SP-AMS |
8000 | 1 - 1200 | |
| 檢出限為1分鐘積分，3σ；且依化學(xué)成分而變化。表中所列為硝酸鹽的檢測限（大約有機(jī)物為其10倍，硫酸鹽為其2倍，銨鹽為其20倍 ），其它成分檢測限詳見各類型儀器章節(jié)。 | |||
工作原理
圖6.AMS的工作原理圖
美國飛行器公司（Aerodyne）制造的氣溶膠質(zhì)譜儀（Aerodyne Aerosol Mass Spectrometer，AMS）應(yīng)用高真空（10-5 Torr）和質(zhì)譜技術(shù)，以及最新的氣溶膠采樣技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)在線分析亞微米（Dp: 40-1000nm）氣溶膠顆粒中化學(xué)組分的含量及其粒徑分布特征。AMS的主要結(jié)構(gòu)分為三部分（如圖所示）：1. 氣溶膠進(jìn)樣部分；2. 氣溶膠粒徑篩選部分；3. 化學(xué)組分檢測部分。
氣溶膠質(zhì)譜儀使用動(dòng)力學(xué)透鏡采集亞微米粒徑的氣溶膠粒子，并聚焦成直徑大約為百微米級(jí)的氣溶膠束。氣溶膠束中的粒子在到達(dá)恒溫為600℃的高溫爐時(shí)，其中的非難熔性物質(zhì)被瞬間氣化。氣化的物質(zhì)經(jīng)過電子轟擊電離后，再送入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。
AMS 的貢獻(xiàn)
自2000年 Aerodyne 的第一臺(tái)質(zhì)譜儀問世以來，已經(jīng)被應(yīng)用于各高端科研領(lǐng)域，并發(fā)表領(lǐng)先科技論文 900 多篇，為推動(dòng)氣溶膠研究的進(jìn)步做出了重要的貢獻(xiàn)。在中國大陸 AMS 觀測應(yīng)用方面，北京大學(xué)胡敏博士、北京大學(xué)深圳研究院何凌燕博士和黃曉鋒博士、中國氣象科學(xué)研究院大氣成分研究所孫俊英博士和張養(yǎng)梅博士取得豐碩的成果，完成數(shù)個(gè)研究項(xiàng)目，并撰寫了數(shù)十篇科技論文。
圖7. Zhang et al. 2007文章所用數(shù)據(jù)來源。