德国palas U-SMPS 1700/2700系列 通用扫描电迁移率粒径谱仪(气溶胶中的超细颗粒物)

用于高浓度气溶胶的 Palas®通用扫描迁移率粒度仪 U-SMPS 有两个版本。

U-SMPS配备短分类柱（1700 型号），适用于对 2 至 400 nm 范围内的粒度分布测量。

U-SMPS配备短分类柱（2700 型号），适用于对 8至 1200 nm 范围内的粒度分布测量。

Palas® U-SMPS 系统包括一个分类器[在 ISO 15900 中定义为差分电迁移率分类器(DEMC)，也称为差分迁移率分析仪 (DMA)]，其中根据气溶胶颗粒的电迁移率特性筛选不同尺寸粒子并输出，然后在下游的Charme®气溶胶静电计中测量这些颗粒所带电荷。（Charme®静电计—高容量法拉第杯气溶胶静电计，用于测量气溶胶颗粒上的电荷）由于每单位时间（流量）的电荷测量可直接溯源到 SI 单位。因此，该方法主要用作冷凝粒子计数器（例如 CPC）校准。

气溶胶静电计的一个主要优点是它能够进行非常快速的测量。但这种方法需要相当多的电荷才能使用气溶胶静电计进行有意义的测量。因此，气溶胶静电计只适用于高浓度气溶胶监测（例如，燃烧过程或气溶胶发生器的下游），它不适用于低浓度测量（例如在手术室,洁净车间）。

U-SMPS 使用触摸屏上的图形用户界面进行操作。单次颗粒分布扫描可在短短 30 秒内完成，或者每十倍粒径多达128 个尺寸通道中执行，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数据更高。集成数据记录器允许在设备本身上以线性和对数形式显示测量值。随附的评估软件提供各种数据评估和导出功能。

U-SMPS 通常作为独立设备运行，但也可以使 用各种接口（USB、L AN、WL AN、RS -232/485）连接到计算机或网络。Palas® U-SMPS 可兼容其他制造商的 DMA、CPC 和气溶胶静电计。

上图给出了U-SMPS 170 0/ 270 0的工作原理：气溶胶在进入分级器（DEMC）之前先干燥（ 选配干燥 器: 例如硅胶，Nafion管）去除颗粒中的水分。 双极中和剂（XRC 049）用于确保气溶胶电荷分布符合预定。 在DEMC的入口处需要一个撞击器以去除大颗粒物。

气溶胶通过DEMC柱的进样口导入，沿着外部电极与鞘气合并。合并过程要避免湍流，确保层流。电极的表面必须极其光滑和精准。

该鞘气是干燥的、无颗粒的载气（通常为空气），比气溶胶的体积大，且在闭环中连续循环。鞘气与样品空气的体积比决定了传递效率，从而决定尺寸分级器的分辨率。

在内部和外部电极之间施加电压产生径向对称电场。内电极带正电，末端有一个小缝隙。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，带负电颗粒转移到正电极。根据它们的电迁移率，一些颗粒会通过顶部小缝隙离开DEMC。

在操作中，电压产生的电场持续变化，使得不同迁移率的颗粒离开DEMC，并由粒子计数器连续计数（此处显示为Palas® Charme®气溶胶静电计 Palas® Charme®或Palas® UF-CPC冷凝粒子计数器）。为了组合数据（电压、电荷数、电荷分布等）并获得粒度分布，需要进行反向转换。用于此目的的算法由 IfT（德国莱比锡）的 Wiedensohler 教授开发.