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儀器概述

MAGIC顆粒物計(jì)數(shù)器（英文名：MAGIC? Water Condensation Particle Counter（MAGICTM CPC））是由美國(guó)Aerosol Devices Inc.生產(chǎn)的用于在線監(jiān)測(cè)5nm~2.5μm的顆粒物的數(shù)濃度的計(jì)數(shù)器，是世界上第一款可傾斜運(yùn)行、自我維持工作、能承受震動(dòng)和沖擊的納米級(jí)水基顆粒物計(jì)數(shù)器。其中MAGIC是Moderated Aerosol Growth with Internal Water Cycling的首字母縮寫(xiě)，意指該儀器通過(guò)內(nèi)部水循環(huán)使氣溶膠緩慢、溫和地增長(zhǎng)。

應(yīng)用范圍

環(huán)境空氣質(zhì)量研究，尤其是多點(diǎn)和垂直分布監(jiān)測(cè)
基于移動(dòng)平臺(tái)的研究，包括汽車、飛機(jī)、遠(yuǎn)洋輪船、無(wú)人機(jī)、自行車等
室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)
健康影響和流行病學(xué)研究
工作場(chǎng)所納米級(jí)顆粒物研究

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

利用內(nèi)部水循環(huán)，可自我維持工作
工作液為水，無(wú)毒無(wú)味，經(jīng)濟(jì)且易獲得
可短期傾斜或倒置運(yùn)行，對(duì)震動(dòng)和沖擊不敏感
內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
設(shè)計(jì)便攜、緊湊，配備充電電池時(shí)，運(yùn)行所及之處令其它CPC望塵莫及

技術(shù)指標(biāo)

粒徑范圍：5nm — 2.5μm
方向：可短期傾斜或倒置運(yùn)行，對(duì)震動(dòng)和沖擊不敏感；長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，建議豎直放置
采樣流量：0.3 L/min
濃度范圍：0.01~4×10⁵ #/cm³，單顆粒計(jì)數(shù)，實(shí)時(shí)訂正重合事件
平均時(shí)間：1秒~30分鐘，可自行選擇
精度：濃度測(cè)量誤差在10%以內(nèi)（同時(shí)測(cè)量同一批氣溶膠樣品）
工作液：純凈水/過(guò)濾水
運(yùn)行時(shí)間：當(dāng)樣氣的相對(duì)濕度超過(guò)50%時(shí)，可連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)以上，無(wú)需加水；配備加濕器時(shí)，運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可存儲(chǔ)125,000個(gè)數(shù)據(jù)。大約相當(dāng)于存儲(chǔ)一周時(shí)長(zhǎng)的5秒平均數(shù)據(jù)
通信接口：RS-232，Type B USB，BNC
輸出數(shù)據(jù)：采樣時(shí)間，濃度，計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)時(shí)長(zhǎng)，時(shí)鐘，溫度，輸入溫度/濕度，流量等
運(yùn)行環(huán)境：環(huán)境溫度：10-35℃；箱內(nèi)濕度：5-95%，無(wú)凝結(jié)；儀器必須放置在室內(nèi)/貨柜/或其它防備惡劣天氣的環(huán)境
電源：100-240 VAC；輸入電壓12 VDC，16 W；斷電恢復(fù)后可自動(dòng)重啟
尺寸及重量：18.5 cm (H) x 16.5 cm (W) x 21 cm (D)，2.0 kg(不包括加濕器和電池)

工作原理

MAGICTM CPC的冷凝增長(zhǎng)通道由一根貫穿三個(gè)不同溫度區(qū)域的芯構(gòu)成。芯由水浸濕，并在中間部分加熱成水蒸汽，為通過(guò)入口控溫區(qū)的較冷粒子創(chuàng)造過(guò)飽和條件，使其活化長(zhǎng)大。粒子再通過(guò)下游增長(zhǎng)區(qū)繼續(xù)長(zhǎng)大，然后進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。而多余的水汽又被回收到較冷的芯內(nèi)，通過(guò)毛細(xì)作用再被輸送回中間加熱區(qū)。水循環(huán)利用的設(shè)計(jì)，和入口控溫區(qū)的冷凝水可匯入冷芯內(nèi)的特點(diǎn)都為粒子活化長(zhǎng)大提供充足的水，延長(zhǎng)了補(bǔ)水周期。該設(shè)計(jì)摒棄了普通CPC不可或缺的儲(chǔ)液槽，允許短期傾斜或倒置運(yùn)行。核心結(jié)構(gòu)如圖2所示：

參考文獻(xiàn)