儀器概述
黑碳?xì)馊苣z質(zhì)譜儀（英文名：Soot Particle - Aerosol Mass Spectrometer，英文縮寫(xiě)：SP-AMS）是由位于美國(guó)馬薩諸塞州比爾瑞卡市（Billerica, MA, USA）的“飛行器研究”公司（Aerodyne Research, Inc.）制造。通過(guò)激光剝離、熱力氣化和質(zhì)譜分析技術(shù)，該儀器能夠?qū)?0.04 - 1.0 微米的氣溶膠中的黑炭和化學(xué)組成進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線(xiàn)測(cè)量，具有高精確性、高分辨率和高靈敏度等特點(diǎn)。飛行器研究公司制造的“黑碳?xì)馊苣z質(zhì)譜儀”是目前世界上唯一能夠?qū)崟r(shí)、定量地分析和測(cè)量氣溶膠黑炭和化學(xué)組成的商用儀器?？砂惭b在汽車(chē)、船舶、飛機(jī)等平臺(tái)上研究氣溶膠的粒徑分布和化學(xué)組成。
技術(shù)指標(biāo)
| 檢出限 (1分鐘積分,3σ): | V-模 | W-模 | |
| (黑炭) | 30 ng·m-3 | --- | |
| (有機(jī)物) | 60 ng·m-3 | 320 ng·m-3 | |
| (硫酸鹽) | 6 ng·m-3 | 64 ng·m-3 | |
| (硝酸鹽) | 3 ng·m-3 | 32 ng·m-3 | |
| (銨 鹽) | 58 ng·m-3 | 640 ng·m-3 | |
| 質(zhì)量分辨率(m/Δm)： | 2500 | 5000 | |
| 質(zhì)量范圍(m/z)： | 1 - 1200 | 1 - 1200 | |
| 時(shí)間分辨率： | 可調(diào)數(shù)據(jù)報(bào)告間隔，通常選用1-5分鐘 | ||
| 每秒高達(dá)100個(gè)質(zhì)譜 | |||
| 每秒高達(dá)150個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)粒徑譜 | |||
| 采樣流量： | 0.085 lpm (體積流速) | ||
| 操作壓力： | 環(huán)境壓力 | ||
| 氣溶膠粒徑范圍： | 40nm - 1μm（空氣動(dòng)力學(xué)粒徑） | ||
| 軟件： | 常規(guī)數(shù)據(jù)采集和分析，可用PMF模型解析有機(jī)物部分 | ||
| 尺寸/重量： | 104.14 cm x 83.82 cm x 134.62 cm, 175 kg | ||
| 電源/能耗： | 220VAC/50Hz ; 600 W | ||
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
標(biāo)準(zhǔn)配置
- 1臺(tái)高分辨率飛行時(shí)間質(zhì)譜儀
- 1個(gè)1064 nm Nd: YAG激光器
- 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣溶膠采樣口
- 1個(gè)氣溶膠斷續(xù)裝置馬達(dá)
- 1個(gè)真空箱
- 5個(gè)渦輪真空泵
- 1臺(tái)數(shù)據(jù)采集工作站
- 1套數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件（最新版）
- 1套數(shù)據(jù)分析軟件（最新版）
- 1個(gè)儀器和電子系統(tǒng)安裝架
- 1個(gè)定制可重復(fù)使用的儀器運(yùn)輸箱
結(jié)構(gòu)原理
圖 1. 黑碳?xì)馊苣z質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)原理圖
主要用途
- 在線(xiàn)測(cè)量環(huán)境大氣中黑碳?xì)馊苣z的質(zhì)量和粒徑分布
- 氣候變化和空氣質(zhì)量研究和燃燒排放監(jiān)測(cè)和源特征分析
- 測(cè)量氣溶膠黑炭、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、氯鹽和有機(jī)物
- 在經(jīng)濟(jì)的移動(dòng)平臺(tái)上 (如搬運(yùn)車(chē)、小型飛機(jī))測(cè)量微小氣溶膠的高時(shí)間分辨率的變化特性。
- 實(shí)驗(yàn)室里診斷氣溶膠的物理和化學(xué)特性。
參考文獻(xiàn)
- Onasch, T. B.; Trimborn, A.; Fortner, E. C.; Jayne, J. T.; Kok, G. L.; Williams, L. R.; Davidovits, P.; Worsnop, D. R. Soot Particle Aerosol Mass Spectrometer: Development, Validation, and Initial Application. Aerosol Science and Technology 2012, 46, 804–817.
- P. Massoli, E. C. Fortner, M. R. Canagaratna, L. R. Williams, Q. Zhang, Y. Sun, J. J. Schwab, A. Trimborn, T. B. Onasch, K. L. Demerjian, C. E. Kolb, D. R. Worsnop, J. T. Jayne. Pollution gradients and chemical characterization of particulate matter from vehicular traffic near major roadways: Results from the 2009 queens college air quality study in NYC. Aerosol Science and Technology, 46, 1201-1218, 2012.
- C. D. Cappa, T. B. Onasch, P. Massoli, D. R. Worsnop, T. S. Bates, E. S. Cross, P. Davidovits, J. Hakala, K. L. Hayden, B. T. Jobson, K. R. Kolesar, D. A. Lack, B. M. Lerner, S.-M. Li, D. Mellon, I. Nuaaman, J. S. Olfert, T. Petäjä, P. K. Quinn, C. Song, R. Subramanian, E. J. Williams, R. A. Zaveri. Radiative absorption enhancements due to the mixing state of atmospheric black carbon. Science, 337, 1078-1081, 2012.