[实用新型]用于颗粒物粒径测量的激光测径系统和质谱仪

说明书

本实用新型涉及一种用于颗粒物粒径测量的激光测径系统，该激光测径系统包括激光器、分光装置、真空反射装置、基板、第一固定板以及第二固定板；激光器设在基板上，且激光器能够相对于基板移动；分光装置设在第一固定板上，用于将激光器发出的一束激光分成两束平行的激光束；真空反射装置设在第二固定板上，用于将分光装置分成的两束平行的激光束反射入质谱仪的真空腔。该激光测径系统利用反射的原理，将一束激光均匀的分成两束，避免了两个激光器能量衰减幅度不同，影响测径系统的准确性和灵敏度的问题。本实用新型涉及的质谱仪中的激光测径系统只需一个激光器，降低了激光测径系统的占用空间，使仪器结构更紧凑，同时降低了成本。

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，特别涉及一种用于颗粒物粒径测量的激光测径系统和质谱仪。

背景技术

众所周知，大气气溶胶对环境以及人体健康有着巨大的影响，因此人们对其研究也越来越重视和深入。由于大气气溶胶的来源、演变较为复杂，深入研究其来源、理化性质以及演变的机理变的困难。单颗粒气溶胶质谱仪作为一种新型的气溶胶分析仪器，能够从单个颗粒层面上测量颗粒尺寸大小和化学组成，对于研究大气气溶胶中颗粒物的种类、混合状态、来源以及演变过程具有重要的作用。

单颗粒气溶胶质谱仪由进样系统、真空系统、激光测径系统、电离系统、质量分析器、电控系统以及软件分析系统等组成。仪器正常工作时，待测样品首先经过进样系统，将样品中的气溶胶颗粒物汇聚成穿过空气动力学透镜中心的颗粒束，并且不同粒径大小的颗粒具有不同的速度，随着粒径的增大其速度越小。汇聚好的颗粒经过多级真空系统后，被激光测径系统检测，并通过计算得到颗粒物的粒径以及速度等信息，同时记录下颗粒物经过测径系统时产生脉冲触发信号的时刻T1。根据以上信息，计算得到电离激光器的触发出光的T2时刻，使离子飞到电离激光电离位置的同时电离系统运行，将颗粒物电离，电离后的带电粒子在质量分析器内被分析，得到颗粒的组成成分信息。

由仪器的工作原理可知，激光测径系统是单颗粒气溶胶质谱仪的一个重要组成部分，其可以准确快速的测定颗粒物的粒径信息，并为单颗粒质谱仪的电离系统提供触发时序信号，而目前单颗粒质谱仪主要采用的是两光源双光束激光测径法。两光源双光束激光测径法是利用在空间中设置两束相隔一定间距，且相互交叉的激光束，颗粒物飞过第一束激光产生的散射光被光电倍增管(PMT)检测后触发计时器，记录时间为t₀，颗粒物继续飞行到与第一束激光间距为L的第二束激光处，散射光被第二个PMT检测到，并记录时间为t₁，根据飞行时间Δt(t₁-t₀)和距离L的关系计算出颗粒物的飞行速度V＝L/△t。由于颗粒物的飞行速度与其空气动力学直径(D_P)相关，从而可以间接测量得到颗粒的粒径信息。

但是，目前质谱仪上常用的激光测径系统普遍存在测量的准确性和灵敏度较低的问题，使得到的测量结果误差较大。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种用于颗粒物粒径测量的激光测径系统和质谱仪，以解决传统的激光测径系统的准确性和灵敏度低的问题。

一种用于颗粒物粒径测量的激光测径系统，包括激光器、分光装置、真空反射装置、基板、第一固定板以及第二固定板；

所述激光器设在所述基板上，且所述激光器能够相对于所述基板移动；

所述分光装置设在所述第一固定板上，用于将所述激光器发出的一束激光分成两束平行的激光束；

所述真空反射装置设在所述第二固定板上，用于将所述分光装置分成的两束平行的激光束反射入质谱仪的真空腔。

在其中一个实施例中，所述分光装置包括：分光半反射镜、分光全反射镜、第一分光反射镜架以及第二分光反射镜架；

所述分光半反射镜与所述分光全反射镜分别设在所述第一分光反射镜架和所述第二分光反射镜架上；