Rapid-E生物气溶胶监测仪

——在线监测室内外生物气溶胶如花粉、孢子、细菌、病毒等

Rapid-E能够全自动分析0.5~100 μm范围内的任何空气微粒,包括生物气溶胶和非生物气溶胶,能够实时准确全面分析单个气溶胶粒子。该仪器可连续监测室内外环境空气,即时计数和表征不同的花粉、真菌孢子、细菌、病毒生物气溶胶,以及PM10、PM2.5、PM1.0、PAH等空气污染物。

Rapid-E具有机器学习功能,可通过一定的训练识别其它种类的生物气溶胶。科研用户还可选配样品自动采集组件,用于后续的显微或化学成分分析。室外用户可选配户外防护箱,可确保仪器在 -30℃至+ 45℃范围内全天候在线监测。

工作原理

Rapid-E基于光散射和激光诱导荧光(LIF,laser-induced fluorescence)技术。仪器按一定流速抽取环境空气,空气经过喷嘴时产生狭窄的喷流,空气中的气溶胶粒子将逐个进入测量室。首先进行散射光分析,单个粒子在400 nm激光照射下产生散射光,散射光被24个分布在不同角度的光检测器捕获,得到多角度散射光图像,用来确定颗粒物的形态,如大小、形状等。随后进行荧光分析,生物气溶胶粒子在320 nm深紫外的诱导下产生荧光,荧光被32通道的光检测器捕获,从而得到相应的荧光光谱特性信息。最后将颗粒物光学参数与先进的人工智能算法相结合,实现生物气溶胶的种类识别和定量分析。

优势特点

  • 粒径范围:5~100 μm
  • 连续自动监测:7天×24小时全天候连续在线测量,无需人为干预,维护成本低
  • 高灵敏度检测:最低检测限可达1P/m3
  • 革命性的单粒子分析:对进入测量室的每个粒子进行分析,记录粒子特有的光学指纹——数百个散射光图案和激光诱导荧光参数,可以实现高度精确的物种识别,且误报率极低
  • 支持远程操作:可以通过任何联网设备实时访问数据,内置GPS模块可为所有测量提供授时和定位,支持用户自定义报警阈值并以电子邮件或短信通知等方式进行报警
  • 单独使用或组网:能够轻松集成到其它设备的网络中,也可以单独组网

产品应用

  • 生物气溶胶研究
  • 自动过敏原(花粉,孢子等)在线监测
  • 空气质量研究(PM10,PM2.5,PM1.0,PAH)

性能表现

原始数据包含多角度散射图像,350~800 nm多通道荧光光谱以及4波段荧光寿命曲线,如下图:

实验表明,Rapid-E自动计数(Automatic)与手工计数(Manual)结果高度一致,见下图:

技术参数

粒径大小 0.5~100 μm
测量参数 生物气溶胶/PM10/PM2.5/PM1.0/PAH
散射光源 400 nm
散射光检测器 24个,分布在不同角度(+45°~-45°)
激发光 320 nm
荧光检测器 32通道(350~800 nm)
采样流速 2.8 L/min(可选配Concentrator扩展至28.3 L/min)
样品收集 选配项,一次加载可收集10个样品(盖玻片或滤膜)
功率 200 W
尺寸(H×W×D 40 cm×34 cm×73 cm
重量 20 kg
温度 -30~+45℃
湿度 0~95%,RH
可识别种类
花粉 Foxtail grass (Alopecurus)
Ragweed (Ambrosia)
Birch (Betula)
Hazel (Corylus)
Hornbeam (Carpinus)
Cypress (Cupressus)
Sorrel (Rumex)
Elm (Ulmus)
Orchardgrass (Dactylis)
Ash (Fraxinus)
Pine tree (Pinus)
Plantain (Plantago)
Plane tree (Platanus)
Vernalgrass (Anthoxanthum)
Oak (Quercus)
真菌孢子 Trichothecium
Cladosporium
Botrytis
Chaetomium