仪器概述

纳米核计数器系统（英文名：Airmodus A11 Nano Condensation Nucleus Counter System；英文缩写：A11nCNC）由位于芬兰的Airmodus公司研发制造。A11nCNC是一款可以测量超细颗粒物活化粒径谱分布的高精密度仪器系统，测量粒径范围最小达1 nm。它不仅能够用于来测量亚微米颗粒物的数浓度，也能够用于在线研究1-3 nm粒子特点和动力学特征。A11nCNC由粒径增长器（A10 PSM）、颗粒物计数器（bCPC）和控制软件三部分组成；其中粒径增长器（A10PSM）也可以与其它粒子测量仪器结合使用，具体功能见A10PSM 详细介绍。

A11nCNC系统设有三种操作模式：

  • 单通道模式：单个特定的切割粒径，用于观测纳米级颗粒物的外观
  • 步进通道模式：逐个切换用户设置的数个切割粒径，用于观测用户预设粒径类型
  • 扫描模式：在两分钟内完成对选定粒径范围的扫描，给出1-3nm颗粒物的活化谱图

Airmodus_A11nCNC.jpg

技术优势

  1. 实时计数；
  2. 可用于测量亚微米气溶胶粒子总数浓度；
    • 该系统可以设置固定的切割粒径，以测量该粒径以下直至1nm粒径段的粒子总数。
    • 可作为极小粒子的指示器
  3. 可测量1-3nm粒子活化谱分布，获取检测粒子的粒径或者组分信息；
  4. 实时转换数据。A11nCNC操作软件包含所有转换函数，可方便设置聚核气溶胶粒子的活化粒径谱。
  5. 监测粒径小于3nm的粒子时间变化序列，检测粒子的成核时间及大小，研究粒子的形成与增长过程。

应用范围

  1. 气溶胶基础研究
  2. 室内空气质量评估
  3. 过滤器和空气滤清器测试
  4. 粒子脱落及组件测试
  5. 大气和气候研究
  6. 粒子的形成和生长的研究
  7. 粒子计数器校准
  8. 燃烧和发动机尾气的研究
  9. 吸入研究和暴露评价
  10. 健康影响研究
  11. 环境监测
  12. 纳米技术研究
  13. 移动平台气溶胶观测

技术指标

  1. 粒径测量范围：1-1000 nm ，检测下限可以自行设置。使用氧化钨的当量粒径，范围为1.3-2.5 nm
  2. 采样流量：2.5 LPM，进入CPC样品流量为1 LPM。用户可选择其它流量，具体请联系厂家。
  3. 使用液体：二甘醇和正丁醇
  4. 运行温度范围：15 - 35°C
  5. 通信接口：RS-232串口和USB 2.0接口
  6. 可编程0-10V模拟输出给外部设备，如用于控制DMA或者过滤粒子
  7. 外部真空要求：常温常压环境时，小于0.4 bar
  8. 外部加/供压要求：常温常压环境时，1-2.5 bar
  9. 电源：88 - 264 VAC，320 W

工作原理

Airmodus_A11nCNC_theory.png

经过颗粒物切割器后的气溶胶（1-3nm）样气进入PSM，经过饱和的二甘醇饱和蒸气冷凝长大为动力学直径约为90nm左右的粒子。之后经过外置的CPC二次长大为光学可测量的大粒子、并计数。

参考文献

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  2. Kangasluoma, J., Franchin, A., Duplissy, J., Ahonen, L., Korhonen, F., Attoui, M., Mikkilä, J., Lehtipalo, K., Vanhanen, J., Kulmala, M., and Petäjä, T.: Operation of the Airmodus A11 nano Condensation Nucleus Counter at various inlet pressures, various operation temperatures and design of a new inlet system, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 8, 8483-8508, doi:10.5194/amtd-8-8483-2015, 2015.
  3. Yu, H., Zhou, L. Y., Dai, L., Shen, W. C., Zheng, J., Ma, Y., and Chen, M. D.: Nucleation and growth of sub-3 nm particles in the polluted urban atmosphere of a megacity in China, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 15, 18653-18690, doi:10.5194/acpd-15-18653-2015, 2015.
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