通用扫描电迁移率粒径谱仪U-SMPS 1700

适用于高气溶胶浓度的Palas®通用扫描迁移率粒度仪（U-SMPS）有两种版本。 U-SMPS带有短分类柱（1700型），特别适合2-400 nm范围内的极高精度粒度分布测量。Palas®U-SMPS系统包括一个分类器[在ISO 15900中定义称为差动迁移率分类器（DEMC），也称为差动迁移率分析仪（DMA）]，根据气溶胶颗粒电迁移率选择气溶胶颗粒并传递到出口。然后，在下游的Charme®气溶胶静电计中测量这些粒子携带的电荷。

气溶胶静电计的一个主要优点是可以进行非常快速的测量。但是，这种方法需要很高的成本。因此，其适用性被限制于高气溶胶浓度（例如，燃烧过程或颗粒发生器的下游）。可以通过物理参数直接追溯每时间单位（流量）的电荷测量值。其结果是，此方法主要用作凝结粒子计数器（例如UF-CPC）校准期间的参考。

U-SMPS使用触摸屏图形用户界面进行操作。可以在短短30秒内执行单粒子分布扫描，或者在多达128个尺寸通道中执行扫描，在此期间，DEMC分类器中的电压连续变化，从而导致每个尺寸通道的计数统计效率更高。集成的数据记录器允许在设备上线性和对数显示测量值。随附的评估软件提供各种数据评估（丰富的统计和平均值计算）和导出功能。

U-SMPS通常作为独立设备运行，但也可以使用各种接口（USB，LAN，WLAN，RS-232 / 485）连接到计算机或网络。 Palas®U-SMPS普遍支持其他制造商的DMA，CPC和气溶胶静电计。

U-SMPS的准确尺寸测定和可靠性能尤其重要，特别是对于校准。所有组件都必须通过严格的质量保证测试，并在内部组装。

图1展示U-SMPS的工作原理：

图1：使用气溶胶静电计作为浓度测量装置的通用扫描迁移率粒度仪（U-SMPS）的工作原理

气溶胶在进入分类器（DEMC列）之前经过调节。可选的干燥器（例如硅胶，Nafion）可以去除颗粒中的水分。使用双极中和剂（例如Kr 85）来确保测定的气溶胶电荷分布。为了去除大于分类器尺寸范围的颗粒，需要在DEMC的入口处使用撞击器。

然后，气溶胶通过入口导入DEMC色谱柱。沿着外部电极的气溶胶流在此与护套气流仔细合并。重要的是在此处避免任何湍流，以确保层流。电极的表面在光滑度和公差方面必须具有极高的质量。

鞘空气是干燥、无颗粒的载气（通常是空气），其体积大于连续在闭环中循环的气溶胶体积。鞘空气与样品空气的体积比决定传递函数，因此决定DEMC的分离能力。通过施加电压，在内外电极之间会产生一个径向对称的电场。内电极在末端带有小缝隙，带正电。通过平衡每个粒子上的电场力及其在电场中的空气动力学阻力，带负电的粒子被转移到正电极。根据它们的电迁移率，一些颗粒会穿过狭缝并离开DEMC。

在工作中，电压和电场因此而连续变化。结果，具有变化迁移率的颗粒会离开DEMC，并且由纳米颗粒计数器 – 在此显示为气溶胶静电计（例如Palas®Charme®）连续测量-。

为了组合数据（电压、电荷数、电荷分布等）并获得粒度分布，必须进行逆变换。为此，使用的算法是由IfT（德国莱比锡）的Wiedensohler教授开发的算法。

图2：在触摸屏显示Palas®DNP 3000颗粒发生器产生的气溶胶粒径分布

用户界面和软件

基于持续的客户反馈，我们设计了良好的用户界面和软件，以实现直观的操作、实时控制并显示测量数据和参数。

此外，软件还通过集成的数据记录器、完善的导出功能和网络支持为数据管理提供支持。测量数据可以显示和评估。

可用系统

图3显示Palas®可提供的DEMC和Charme®气溶胶静电计的两种组合。 对于DEMC分类器与Palas®冷凝粒子计数器的组合，请阅读“U-SMPS 1xx0_2xx0_V0011212”规格参数表。 其他制造商提供的大多数DMA、CPC和气溶胶静电计都可以用作U-SMPS系统的组件。

图3：用于高浓度颗粒测量的Palas®U-SMPS系统概述