[发明专利]一种大气气溶胶吸湿特性与体角散射系数测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种实时自动监测大气气溶胶吸湿前后体角散射系数的仪器，属于环境监测和气象监测设备领域。

背景技术

全球变暖对我们赖于生存的地球环境造成了重大影响，其广泛性和复杂性已经引起了世界各国的关注。引起全球变化或气候变化的因素有很多，这些不同类型和不同变化方向的因素会对地球辐射平衡产生影响。地球变暖主要靠进入大气层的太阳辐射，一部分太阳辐射进入大气层后又被散射到太空中。监测这种后向散射的太阳辐射量，对于研究地球辐射平衡变化具有重要意义。

在国内，雾霾事件频发，造成能见度的急剧下降。雾霾主要是由各种颗粒物、挥发性有机物等组成的气溶胶，对气溶胶的光学特性进行研究是监测雾霾的一个重要方面。目前，国内的气溶胶散射系数监测仪器，测量的都是气溶胶的一部分散射系数，如后向散射系数、总散射系数或前向散射系数等，还没有一种仪器能够把气溶胶各个角度的散射系数即体角散射系数同时测量出来。另外气溶胶吸湿特性很强，吸湿前后对大气能见度的影响完全不同，目前的监测仪器都是通过加热降低相对湿度的方法来克服湿度对气溶胶散射系数的影响，但是还没有用于模拟不同湿度条件下的气溶胶散射系数测量仪。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大气气溶胶吸湿特性与体角散射系数测量仪，这种测量仪能够模拟不同的湿度条件，测量气溶胶体角散射系数，适用于环境空气质量监测、气象条件观测、气候变化研究和气溶胶光学特性研究。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种大气气溶胶吸湿特性与体角散射系数测量仪，它由采样器、水汽发生器、供气装置和检测仪组成，采样器包括采样头、采样管、渗透干燥管、加湿管、直接检测管，采样头依次与采样管、渗透干燥管相连接，渗透干燥管下端分别与加湿管和直接检测管相连接，加湿管和直接检测管分别与检测仪相连接，供气装置的供气口分别与采样器的渗透干燥管和水汽发生器相连接，水汽发生器的输气口与采样器的加湿管相连接。

上述大气气溶胶吸湿特性与体角散射系数测量仪，所述采样器的采样头为防雨帽或TSP切割头或PM₁₀切割头或PM_2.5切割头或PM₁切割头，在渗透干燥管的下端安装有等速气流适配器，等速气流适配器通过管路分别与加湿管和直接检测管相连接，在渗透干燥管和加湿管的前后端分别安装有温湿度传感器。

上述大气气溶胶吸湿特性与体角散射系数测量仪，所述水汽发生器由水箱、加热电阻丝和温湿度传感器组成，加热电阻丝安装在水箱内，水箱的进气口与供气装置的供气口相连接，水箱的出气口与采样器的加湿管相连接，温湿度传感器安装在水箱的出口，监测产生水汽的湿度。

上述大气气溶胶吸湿特性与体角散射系数测量仪，所述供气装置由空压机、过滤器、干燥器、两个流量调节阀和两个流量计组成，空压机通过管路依次与过滤器、干燥器相连接，干燥器的输出管路分别与两个流量调节阀相连接，两个流量调节阀通过流量计分别与采样器的干燥管和水汽发生器的水箱相连接。

上述大气气溶胶吸湿特性与体角散射系数测量仪，所述检测仪由光源模块、、测量腔室、检测器和信号采集与控制电路组成，光源模块上安装有挡光板，挡光板与步进电机相连接，光源的发光束照射到测量腔室上，检测器与测量腔室相对，信号采集与控制电路与检测器相连接。

本发明的有益效果是：

本发明的大气气溶胶吸湿特性与体角散射系数测量仪，可以模拟不同的湿度环境，对吸湿后的气溶胶的体角散射系数进行测量。结合其他类型的气溶胶监测仪器，还可以计算气溶胶不对称参数、Angstom指数和单散射反照率等，实现了气溶胶体角散射系数等光学特性的连续自动测量。本仪器的这些测量功能填补了国内外的空白，具有显著的经济效益和社会效益。

     在本发明中，渗透干燥管采用Nafion管，通过渗透管除水，避免了加热除湿带来的挥发性组分损失问题；通过设置除湿和加湿装置，能够精确控制气溶胶湿度，可用于气溶胶吸湿特性的研究；摈弃了以往设备只测总散射系数、前向或后向散射系数的做法，通过在光源模块上安装可精确控制位置的挡光板，使仪器具备测量体角散射系数的功能；光源模块为高亮度LED和乳浊玻璃分散器，体积小、发热量小、稳定性高使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是检测仪的结构示意图。