儀器概述
長飛行時間氣溶膠質(zhì)譜儀通過熱力氣化和電子碰撞電離,超高分辨質(zhì)譜儀檢測，該儀器能快速、實時、定量地分析粒徑界于0.04-1.0微米氣溶膠中非高熔點（200-900℃）物質(zhì)的化學(xué)組成和飛行動力學(xué)等效直徑。它能夠連續(xù)、快速地測量所有樣本粒子的質(zhì)譜。該設(shè)備采用長型質(zhì)譜儀，具有超高分辨率特性，最高質(zhì)量高分辨率可達8000 M/ΔM，同時儀器還有快速響應(yīng)特性，響應(yīng)速度可達100Hz，可用于氣候變化、空氣質(zhì)量、氣溶膠化學(xué)組分分析以及環(huán)境監(jiān)測與粒子來源解析等研究。
儀器實物
圖1. 長飛行時間氣溶膠質(zhì)譜儀
應(yīng)用范圍
- 測量環(huán)境大氣中氣溶膠的質(zhì)量和粒徑分布
- 氣候變化與空氣質(zhì)量研究；
- 有機氣溶膠定量與分析；
- 實驗室里診斷氣溶膠的物理和化學(xué)特性；
- 描述燃燒源中排放物的特性；
- 測量氣溶膠硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽等的渦度相關(guān)通量和沒有降水過程時有機物的沉降通量；
- 實驗室里診斷氣溶膠的物理和化學(xué)特性；
- 分析氣溶膠供給系統(tǒng)（例如定量的藥物吸入器）中不同大小顆粒物的化學(xué)成分；
- 氣溶膠來源解析
技術(shù)指標(biāo)
- 具有超高分辨率,可達8000 M/ΔM，遠高于同類設(shè)備；
- 實現(xiàn)對氣體和粒子地有效分離；
- 快速響應(yīng)，質(zhì)譜響應(yīng)達100Hz；
- 能夠?qū)蝹€粒子譜進行測量；
性能展示
圖2. 峰形與其它質(zhì)譜儀的對比
圖3. 在不同質(zhì)荷比的分辨率與其它質(zhì)譜儀對比
可選部件：
- 氣溶膠光散射檢測模塊：光散射檢測模塊提供粒徑 >200nm 粒子的相關(guān)參數(shù)，如粒子密度和氣溶膠粒子混合狀態(tài)（內(nèi)混/外混）。此模塊可以安裝于四極桿氣溶膠質(zhì)譜儀和飛行時間氣溶膠質(zhì)譜儀；當(dāng)與飛行時間氣溶膠質(zhì)譜儀結(jié)合使用時，可以真正測量到單個氣溶膠的質(zhì)譜。
- 黑碳檢測模塊：黑碳檢測模塊由本公司與粒子測量公司（Droplet Measurement Technologies）聯(lián)合開發(fā)。模塊采用連續(xù)工作的1064nm 內(nèi)腔激光器。含有黑碳的粒子（或者其它可吸收物質(zhì)）會在 AMS 的離子化室內(nèi)汽化。除了標(biāo)準(zhǔn)AMS 所測量的組分外，還可以檢測碳簇（包括富勒烯）。此模塊兼容所有型號的 AMS。
- 負離子測量模塊（飛行時間質(zhì)譜）：負離子檢測模塊選擇性地檢測穩(wěn)定的負離子，如硫酸鹽、硝酸鹽、羧酸等。靈敏度相比電子碰撞電離低1000。此模塊通過控制軟件可與標(biāo)準(zhǔn)的電子 撞擊電離模塊交互使用，并可用于其它產(chǎn)生負離子的電離系統(tǒng)。此模塊只兼容ToF 質(zhì)譜系統(tǒng)。
- 以上部件可以安裝在現(xiàn)有的氣溶膠質(zhì)譜儀上，但總體目標(biāo)是增強粒徑、化學(xué)組成和氣溶膠粒子密度的快速實時測量能力。
- 熱力熔蝕系統(tǒng)(TDS)：熱力熔蝕系統(tǒng)可以輔助檢測揮發(fā)性有機氣溶膠。熱力熔蝕系統(tǒng)只對氣溶膠樣品進行前處理，可用于所有型號的AMS 自動采樣系統(tǒng)和其它氣溶膠采樣系統(tǒng)。該部件可以獨立運行，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)生一個已知的高氧化環(huán)境，能夠以分鐘為時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。