双极性多出口差分迁移率分析仪（BiMoDMA）的性能评估及其在提升气溶胶粒径分布测量精度中的创新应用

本文推荐一种创新型双极性多出口差分迁移率分析仪（BiMoDMA），该仪器通过同步测量正负极性带电粒子，显著降低气溶胶粒径分布测量中对粒子充电离子特性的依赖性。研究证实（BiMoDMA）在多种鞘气流速和粒径条件下，其传输函数特征（如半高宽、面积和高度）呈现规律性变化，为高精度气溶胶表征提供了新方案。

　　

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双极性多出口差分迁移率分析仪（BiMoDMA）的结构设计

图1展示了原型双极性多出口差分迁移率分析仪（BiMoDMA）的示意图。该仪器采用板对板（平行板）结构设计，带电粒子在由两个平行板、气溶胶入口狭缝和余流出口板（带孔图案）定义的区域中进行分类。两平行板间距为20毫米。正负极性电压分别施加于右侧和左侧板（标记为...）。

BiMoDMA的实验评估

采用串联差分迁移率分析仪（TDMA）技术研究理论计算的中心迁移率与实验测量值的相关性，以及不同粒径下的传输函数特征。

粒径分级电压的校准

图5展示了A1B1、A2B2、A3B3和A4B4采样出口处测量、计算和校正后的中心电压随鞘气流速和粒径变化的比较。通过最小二乘法获得校正因子δ，以关联测量值与计算值。针对A1B1、A2B2、A3B3和A4B4采样口，分别选取$d$_p为$X\; nm$、$Y\; nm$、$Z\; nm$和$W\; nm$的电迁移率粒径。变化粒径时，鞘气流速$Q$_sh设定为$K\; L/min$。数据点显示...

结论

本研究设计了一种具有四对气溶胶采样出口（位于距气溶胶入口狭缝四种不同分级距离处）的双极性板式差分迁移率分析仪（BiMoDMA），并实验评估了仅开放一对出口时的性能。双极性电荷调节器（中性化器）通常用于在粒径分级前调节粒子电荷分布，而传统单极性差分迁移率分析仪（DMA）仅测量单一极性带电粒子。BiMoDMA的创新设计实现了正负极性粒子的同步分类，显著提高了测量效率并降低了环境因素对测量精度的影响。