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原文传递一种基于悬臂梁隧道电流的细颗粒物质量浓度检测方法

专利名称：	一种基于悬臂梁隧道电流的细颗粒物质量浓度检测方法
摘要：	本发明涉及一种基于悬臂梁隧道电流的细颗粒物质量浓度检测方法，包括：体积为Qt升的气体样本经过静态悬臂梁前端气路的一段金属气路；上述气体样本中带电细颗粒物在静态悬臂梁自由端上表面的采样区上沉积；静态悬臂梁发生形变，检测隧道电流的大小；所述隧道电流是指流经静态悬臂梁自由端下表面的隧道电流表面上的电流，在隧道电流表面下方设置一个隧尖探针，隧尖探针与隧道电流表面的间距为x；计算出静态悬臂梁上吸附的细颗粒物的质量m，根据多依奇捕获效率η计算出细颗粒物的质量浓度ρ。本发明中静态悬臂梁的微变形量是通过隧道电流进行检测的，且微型静态悬臂梁均匀布线荷载较小，检测灵敏度较高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学院合肥物质科学研究院
发明人：	许锋;王焕钦;陈大仁;孔德义;虞发军
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910149158.8
公开号：	CN109900607A
代理机构：	合肥国和专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	孙永刚
分类号：	G01N15/06(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号
主权项：	1.一种基于悬臂梁隧道电流的细颗粒物质量浓度检测方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤： (1)体积为Qt升的气体样本经过静态悬臂梁前端气路的一段金属气路； (2)上述气体样本中带电细颗粒物在静态悬臂梁自由端上表面的采样区上沉积； (3)静态悬臂梁发生形变，检测隧道电流的大小；所述隧道电流是指流经静态悬臂梁自由端下表面的隧道电流表面上的电流，在隧道电流表面下方设置一个隧尖探针，隧尖探针与隧道电流表面的间距为x； (4)计算出静态悬臂梁上吸附的细颗粒物的质量m，根据多依奇捕获效率η计算出细颗粒物的质量浓度ρ。 2.根据权利要求1所述的基于悬臂梁隧道电流的细颗粒物质量浓度检测方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述金属气路的一端接地，并连接至高压直流电的正极，经过金属气路的空气细颗粒物将会带电。 3.根据权利要求1所述的基于悬臂梁隧道电流的细颗粒物质量浓度检测方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述采样区是指涂敷在静态悬臂梁自由端上表面的一层金属镀膜，细颗粒物在经过采样区时，会在静电力的作用下驱进并吸附在采样区，该过程满足多依奇捕获效率η： η＝1-e-vs/Q 其中，S为采样区的面积，Q是气体样本的流量，v是荷电细颗粒物在电场中的驱进速度。 4.根据权利要求1所述的基于悬臂梁隧道电流的细颗粒物质量浓度检测方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述隧道电流表面是在静态悬臂梁自由端的下表面且与采样区相对应的位置处涂敷的一层金属镀膜，所述间距x为1um，隧道电流表面和隧尖探针二者组成用于检测静态悬臂梁微量形变的隧道电流检测机构，隧道电流的大小I表示为：其中，I为隧道电流；V为隧道电流两端的电压；A为常数，其值为1.0251010；为隧道结势垒高度，x为隧尖探针与隧道电流表面的间距。 5.根据权利要求1所述的基于悬臂梁隧道电流的细颗粒物质量浓度检测方法，其特征在于：所述步骤(4)具体是指： (4a)细颗粒物的质量m与间距x呈反比： m∝(1/x) (4b)隧道电流I与间距x的关系如下：其中，I为隧道电流；V为隧道电流两端的电压；A为常数，其值为1.0251010；为隧道结势垒高度，x为隧尖探针与隧道电流表面的间距；由(4a)和(4b)可知：该空气中的细颗粒物的质量浓度ρ为：其中，ρ为细颗粒物的质量浓度。
所属类别：	发明专利