朱传雨，刘建国，陆亦怀，桂华侨，黄书华

(中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，安徽合肥230031)

大气气溶胶在大气辐射、空气污染、大气物理化学性质、人类健康状况等方面扮演着重要角色，是衡量大气污染状况的重要指标[1]。研究表明，气溶胶粒子因其空气动力学粒径不同而滞留在人体呼吸道的不同部位，大于5 μm的气溶胶粒子滞留在上呼吸道,小于5 μm多滞留在气管、支气管和肺泡内，对人类的健康危害很大[2]。因此，持续有效地监测气溶胶粒子粒径分布信息具有重要意义。为了连续、实时、在线测量气溶胶粒径分布，本课题组开展了基于飞行时间ToF（Time-of-Flight）测量原理[2]的气溶胶空气动力学粒径谱仪系统的研制。

空气动力学粒径是一当量概念，它是指在低雷诺数的气流中与单位密度球（ρ=1 g/cm3）具有相同终末沉降速度的颗粒直径,也就是指在较平稳的气流中被测颗粒物的直径相当于与其具有相同终末沉降速度的密度为1 g/cm3的球形标准颗粒物的直径[3]。气溶胶空气动力学粒谱仪不仅可以精确测量气溶胶颗粒物的空气动力学粒径，还可以记录、统计相同粒径大小的粒子数目。系统设计要求粒径0.5 μm的气溶胶粒子检测浓度最高可达1 500 pt/cm3，当仪器的采样气流量控制在1 L/min时，粒径0.5 μm的粒子数目每分钟最高可达到1.5×106个,则每秒钟需要检测的气溶胶颗粒物最高达25 000个。为了实现连续、实时、在线测量，大量粒子的快速识别和存储对电子学信号处理提出了较高的要求。……