为了扩展散射角的接收范围,提高激光粒度仪对亚微米颗粒的测量精度和分辨率,提出了一种结构简单的环形样品池方法。该方法理论上能够连续无缝地接收0°~180°的散射光,且具有测量下限低的优势。基于环形样品池测量方法,搭建了新型激光粒度测量装置,并对50,100,200,400 nm的标准粒子样品以及由它们组合而成的混合样品进行了测量实验,并与传统样品池的测量结果进行了比较。结果表明,环形样品池方法能够准确分辨体积中位径比值为1∶2的标准粒子混合样品。对于亚微米颗粒,环形样品池方法具有测量下限低、测量精度高、分辨率高和可靠性高的特点。

亚微米虚拟冲击器是实现高灵敏度生物气溶胶光学在线监测的前提，是当前的研究热点之一。基于空气动力学理论与相关研究基础，设计了一种切割粒径为0.4 μm的亚微米级粒子虚拟冲击器，利用计算流体动力学(CFD)分析软件Fluent以及离散相模型对虚拟冲击器结构的入口喷嘴与收集孔间距、收集孔径和流量比等各种设计参数进行模拟与分析，得到了一组优化设计参数并制作了虚拟冲击器实物。测试结果表明，该虚拟冲击器具有良好的浓缩效果，对0.37、0.5、0.7 μm聚苯乙烯乳胶球(PSL)粒子的收集效率等参数与仿真结果基本吻合，验证了流体动力学分析方法的可行性。该虚拟冲击器切割粒径的实验测试结果达到0.4 μm，满足实际应用需求。