WIBS-4A气溶胶仪 DMT WIBS-4A双波长紫外氙光源生物气溶胶仪

仪器简述

该仪器使用紫外氙光源激发单颗粒气溶胶使之产生荧光。与使用紫外激光源不同，使用紫外氙光源可以精确地选择特定的紫外光波长，*地提高测量日常生物气溶胶（色氨酸、NADH）的准确度。而且紫外氙光源的成本要比紫外激光低得多，使得WIBS-4A 的维护开销要比基于紫外激光的生物气溶胶仪便宜得多。

WIBS-4A既可用于实验室、地面和铁塔等定点观测，也可安装在飞机和气球上进行空中观测，是检测环境生物气溶胶、监测空气质量、以及研究生物气溶胶对人体健康影响的有效工具。

工作原理

WIBS-4A 的工作原理如左图所示。样本气溶胶被内置气泵抽入仪器的进样口，在经过层流进样系统时被排列成单行，随后通过波长为635nm 的激光束，向各个方向散射光。测到的前向散射光被用来确定气溶胶粒子的形状；测到的侧向散射光被转成电流脉冲，并触发*个波长为280 nm 的氙气管（Xe1），由此诱发的（由气溶胶放射的）荧光经过聚集和滤光后被送到两个荧光探测器，FL1 和FL2。随后，第二个波长为370nm 的氙气管（Xe2）放光，由这个光源诱发的荧光同样通过聚集和滤光后同样被送至FL1 和FL2 那两个荧光探测器。

WIBS-4A 对每一颗气溶胶粒子都生成一个二维（2x2）的激发-发射光矩阵，相当于对每个粒子进行三次荧光测量（Xe2/FL1 通道因FL1 接收的信号已饱和而被忽略）。Xe1/F1 对色氨酸高度敏感，而F2 所测基本上代表NADH。

技术指标(型号870nm)

测量参数: 单颗粒光散射量; 单颗粒荧光量（三种独立的测量值）; 气溶胶粒径; 气溶胶不对称因子

计算参数: 气溶胶浓度粒径范围: 0.5-15μm；

zui大数浓度: 约2x104 颗/升（这是含所有测量参数的数浓度，气溶胶总数浓度要高于此值）；

荧光激发: 双波长，280 nm 和370 nm；

荧光放射: 双波段，310-400 nm 和420 - 650 nm；

流量: 总流量2.5 L/min，其中样本流量0.3 L/min、鞘气流量2.2 L/min；

激光: 635nm 二极管激光；

电源: 100 W, 90 - 230 VAC

尺寸/重量: 38.4 cm 长 x 30.3 cm 宽 x 17.2 cm 高（连接进样口后仪器高度增加3.8 cm）/13.6 kg；

标准配置

1 台双波段紫外氙源生物气溶胶仪

1 套仪器控制、实时数据采集和显示软件

1 个定制可重复使用的仪器运输箱

主要用途

生物气溶胶研究（霉菌、花粉、真菌等）

环境空气质量研究

气溶胶健康效应研究

数据采集软件

WIBS用户可视化图形软件由于以下几部分组成。图形窗口（左）显示各参数（荧光变化、粒径变化、粒子浓度等）的时间序列；主窗口（右上）用于控制和监控仪器；散点图（右下）显示可选参数的相关性。另有以柱形图显示的频率窗口。

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参考文献

1. D. Baumgardner, K. McCabe, G. Kok, G. Granger, and M. Hernandez. "Using Real-time Multibank time Fluorescence Signatures to Discriminate between Bioaerosol Classes": A presentation given October 3, 2013 at the AAAR Conference in Portland, Oregon.

2. E. Toprak and M. Schnaiter, "Fluorescent biological aerosol particles (FBAPs) measured with the Waveband Integrated Bioaerosol Sensor WIBS-4: laboratory tests combined with a one year field study." Atmos. Chem Phys. Discuss., 12, 17607–17656, 2012.

3. C. Pohlker, J.A. Huffman, and U. Poschl, "Autofluorescence of atmospheric bioaerosols-fluorescent biomolecules and potential interferences," Atmos. Meas. Tech., 5. 37-71, 2012.

4. A.M. Gabey, M.W. Gallagher, et al. "Measurements and comparison of primary biological aerosol above and below a tropical forest canopy using a dual channel fluorescence spectrometer," Atmos. Chem. Phys., 10, 54453-4466, 2010.