[发明专利]手机型PM2.5

说明书

本发明涉及一种手机型PMsubgt;2.5/subgt;观测装置，属于光学和大气科学技术领域。所述观测装置包括手机、光源以及由样品室、窗片Ⅰ、窗片Ⅱ、干燥室、加湿室、切换阀、和管路组成的具有特定功能的密封样品池，手机分辨率较低时还可以与显微光学放大系统配合使用，通过切换阀改变样品室与干燥室以及加湿室的连通状态从而调控样品室中的相对湿度，在光源的照射下，手机通过窗片Ⅰ聚焦到窗片Ⅱ上实现对样品室内窗片Ⅱ上气溶胶颗粒物的空间分辨观测，通过后期数据处理可以获得气溶胶颗粒物的吸湿质量增长因子、风化点、潮解点、风化速率等参数。本发明所述的观测装置结构简单，体积小，成本低，数据处理时间短，在科研、教学、环境检测等方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种手机型PM_2.5观测装置，属于光学和大气科学技术领域。

背景技术

雾霾颗粒主要是指空气动力学直径小于2.5μm的细颗粒物，即PM_2.5，当这些大气颗粒物在大气中的浓度超过一定限度时则会引发空气污染。雾霾本质上是一种大气气溶胶，而吸湿性又是气溶胶的一种重要物理化学性质，对气溶胶的环境、气候以及健康效应具有重要影响。因此，对PM_2.5这种大气气溶胶的吸湿性进行研究对揭示雾霾的形成机制、实现雾霾的精准防控具有重要意义。

目前用于研究气溶胶吸湿性的仪器手段主要有：蒸汽吸附分析仪、吸湿串联差分电迁移率分析仪、红外/拉曼光谱、单颗粒悬浮装置(声悬浮、光悬浮、电悬浮等)等。这些仪器手段虽然能都对气溶胶的吸湿性进行精确表征，但是它们作为大型科学仪器造价昂贵，有的装置还需要外接气路来精确控制相对湿度的变化，结构复杂。此外，它们还存在分析处理时间较长、便携性差、无法在线测量的问题。

发明内容

针对目前气溶胶吸湿性研究装置存在的不足，本发明提供一种手机型PM_2.5观测装置，利用手机及其摄像系统具有强大的软件支持平台和较高的图像识别空间分辨能力，设计构造特定功能的样品池，通过手机即可实现大气颗粒物吸湿性的观测，具有小型化、智能化、耗时短、便于携带以及成本低等优点，在科研、教学以及环境监测等领域具有很好的应用前景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

手机型PM_2.5观测装置，所述观测装置包括手机、样品室、窗片Ⅰ、窗片Ⅱ、干燥室、加湿室、切换阀、管路以及光源；

所述手机具有微距拍摄功能，若手机本身的分辨率较低时还需要与显微光学放大系统配合使用以改善空间观测分辨率，达到能够清晰拍摄样品室中气溶胶颗粒的效果；

所述样品室为一个封闭腔体，样品室中两个相对的表面上一一对应加工有观测窗口和基底窗口(即一个表面上加工有观测窗口，与其相对的另一个表面上加工有基底窗口)，样品室的表面上还加工有通气口；

所述窗片Ⅰ选用透光且透明的材质；

所述窗片Ⅱ选用透光、透明且至少一面具有疏水性的材质；

所述干燥室为一个封闭腔体，干燥室上加工有进气口与样品室连接，用于吸收样品室中的水分；

所述加湿室为一个封闭腔体，加湿室上加工有出气口与样品室连接，用于增加样品室中的水分；

样品室的观测窗口上安装有窗片Ⅰ，样品室的基底窗口上安装有窗片Ⅱ，待观测的气溶胶液滴位于样品室内部且在窗片Ⅱ中具有疏水性的表面上，干燥室的进气口和加湿室出气口分别通过管路与样品室的通气口连接，且管路上安装有切换阀以实现样品室与干燥室的连接或者样品室与加湿室的连接，光源位于样品室的外面且与窗片Ⅱ相对应能够照射样品室内的气溶胶液滴，手机位于样品室的外面且手机的摄像头与窗片Ⅰ相对应以实现对样品室内部气溶胶液滴的拍摄；另外，含有显微光学放大系统时，显微光学放大系统位于手机与窗片Ⅰ之间。