用气溶胶飞行时间质谱仪测量气溶胶粒子折射率

大气与环境光学学报 ›› 2017, Vol. 12 ›› Issue (5): 349-355.

用气溶胶飞行时间质谱仪测量气溶胶粒子折射率

荣华1,2, 顾学军2,3, 温作赢2,3, 朱宇鹏2,3, 唐小锋2, 赵卫雄2,3, 张为俊1,2,3*

(1. 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院，安徽合肥 230026;
2. 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室，安徽合肥 230031;
3. 中国科学技术大学研究生院，安徽合肥 230026 )

收稿日期:2016-05-04 修回日期:2016-06-03 出版日期:2017-09-28 发布日期:2017-09-21
通讯作者: 张为俊（1962—），男，安徽合肥人，研究员，主要从事环境光谱学、大气物理化学等方面的研究。 E-mail:wjzhang@aiofm.ac.cn
作者简介:荣华（1991—），男，安徽合肥人，研究生，主要从事质谱分析等方面的研究。
基金资助:
Supported by National Natural Science Foundation of China（国家自然科学基金, 41375147）

Measurement of Refractive Index of Aerosol Particles Using Aerosol Time-of-Flight Mass Spectrometer

RONG Hua1,2, GU Xuejun2,3, WEN Zuoying2,3，ZHU Yupeng2,3，TANG Xiaofeng2， ZHAO Weixiong2,3， ZHANG Weijun1,2,3

(1. School of Environmental Science and Optoelectronic Technology, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China;
2. Laboratory of Atmospheric Physico-Chemistry, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China;
3. Graduate School, University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, China)

Received:2016-05-04 Revised:2016-06-03 Published:2017-09-28 Online:2017-09-21
Supported by:
Supported by National Natural Science Foundation of China（国家自然科学基金, 41375147）

摘要/Abstract

摘要：

利用自行研制的气溶胶飞行时间质谱仪（aerosol time-of-flight mass spectrometer, ATOFMS）对气溶胶粒子的折射率进行测量。首先利用ATOFMS对气溶胶粒子的粒径和光散射强度进行测量，然后由Mie散射理论结合ATOFMS光散射区域的几何结构，推算出光电倍增管（PMT）接收的理论光通量与气溶胶粒子的大小和折射率之间的函数关系。通过比较实验测量的气溶胶粒子光散射平均强度与Mie散射理论值，对粒子的折射率进行反演。与实际样品数据参数对比的结果表明该方法是可行的。

关键词: 气溶胶, 飞行时间质谱仪, 光散射, 反演, 折射率

Abstract:

Aerosol time-of-flight mass spectrometer (ATOFMS) is used to measure the refractive index of aerosol particles. First of all, diameter and light scattering intensity of aerosol particles are measured through the self-developed ATOFMS. Then the function relation of theoretical luminous flux accepted by photo multiplier tube (PMT) with aerosol particles size and the refractive index is deduced through the Mie scattering theory combined with the ATOFMS geometric model of light scattering experiment. The refractive index is retrieved by comparing the experimental aerosol particles average light scattering intensity with Mie scattering theory. The result shows that the method is reasonable compared with the actual sample data parameters.

Key words: aerosol, time-of-flight mass spectrometer, light scattering, inversion, refractive

中图分类号:

X851

荣华顾学军温作赢朱宇鹏唐小锋赵卫雄张为俊. 用气溶胶飞行时间质谱仪测量气溶胶粒子折射率[J]. 大气与环境光学学报, 2017, 12(5): 349-355.

RONG Hua, GU Xue-Jun, WEN Zuo-Ying, ZHU Yu-Feng, TANG Xiao-Feng, ZHAO Wei-Xiong, ZHANG Wei-Jun. Measurement of Refractive Index of Aerosol Particles Using Aerosol Time-of-Flight Mass Spectrometer[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2017, 12(5): 349-355.

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