Cambustion CPMA离心式微粒质量分析仪

Cambustion公司的离心粒子质量分析仪（CPMA）是 一款将气溶胶进行分类，并根据荷质比来选择颗粒。 和使用电偏移量度的DMA相比，它产生的是基于质量 量度的单分散气溶胶。

CPMA(离心粒子质量分析仪)利用反向电场及离心力场 来区分气溶胶颗粒，该概念（APM）最初由Ehara等

（J.  AerosolSci.1996）提出。

CPMA(离心粒子质量分析仪)的独特设计保证了分类场 能稳定分布于分类区，即使高分辨率下，也能确保能 在大流量下按特定质荷比对颗粒进行选择。

Cambustion公司最初于2004年提出CPMA(离心粒子 质量分析仪)构想，通过长期与剑桥大学以及Alberta大 学的合作，利用原型机已成功完成多项研究工作（见 附录表）。基于客户的强烈推荐，CPMA(离心粒子质 量分析仪)目前已经成为我们公司气溶胶分析领域的仪 器之一，并已经在世界各地得到广泛运用。

工作原理

CPMA(离心微粒质量分析仪)的分类器由两个同 心的旋转圆筒组成，两旋转圆筒之间有一定的位 差。质荷比大于设定值的颗粒沉积在外层圆筒， 质荷比小于设定值的颗粒沉积在内层圆筒，只有 选定质荷比的微粒能按照特定轨道通过分离器。 CPMA(离心粒子质量分析仪)独有的关键技术在 于，两圆筒可以以不同的速度旋转。而如果圆筒 的旋转速度相同，则只有特定质量的颗粒能沿中 心轨道通过。

两圆筒以不同速度旋转,在分离区域建立起稳定的 离心/电场。设定质荷比的微粒只要进入环形通道 就能通过分离器，即使在高分辨率下，CPMA也 能很大程度降低微粒的丢失。

CPMA基于微粒的质量 – 微粒都带单电荷，质量 的设定值只取决于设定的转速、电压以及分离器 的直径。与DMA不同的是，CPMA的设定值与气 体的物理性质（粘度、平均自由程）无关，与环 境条件（温度、压力）无关，并不受颗粒形态影 响。

应用

 

单分散气溶胶的筛选:

配合中和器（或带电器）使用，CPMA可以替代 DMA筛选出高浓度的指定单分散气溶胶。 质量分布密度扫描:

配合粒子计数器（例如：CPC或者气溶胶静电 计）使用，可以逐步扫描质量分布密度（需要进 行离线多电荷矫正）。

密度及形态测定:

配合DMA使用，可以用于测定气溶胶尺寸与质 量之间的关系（分形维数），从而可以研究气溶 胶的颗粒形态 [e.g. Olfert, Symonds & Collings, 2006]。

作为校定用的标准

CPMA也可以用于校准气溶胶质谱仪、炭黑探测 器等仪器[e.g. Cross et al., 2010]。配套使用带电 器及气溶胶静电计，CPMA可以作为悬浮物测定 的标准质量[Symonds et al., 2013]。

总质量 = 质量设置值×静电计测得浓度值 + 零电荷校正

使用上述装置，可产生用于仪器标定的精确质量 浓度微粒源。配套使用静电计时，用户界面可直 接输出mg/m3数值。