Kun moderni kaupungistuminen kiihtyy edelleen, ilmanlaatukysymykset ovat yhä enemmän huomiota. Samanaikaisesti myös ilmansuodatusmateriaalien, naamioiden, suodattimien ja muiden ilmanpuhdistustuotteiden laatutestaus on erittäin tärkeä. Ilmanlaadun seuranta, ilmansuodatustuotteiden testauslaitteet ovat erottamattomia hiukkasten mittausjärjestelmistä. Joten mihin tyyppisiin hiukkasten mittausjärjestelmiin voidaan jakaa? Mitkä ovat heidän periaatteet ja sovellukset? Tämä artikkeli esittelee yksityiskohtaisesti.
Hiukkasten mittausjärjestelmät voidaan jakaa useisiin luokkiin erilaisten periaatteiden, kuten fotometrien, optisten hiukkasten (OPC), aerodynaamisten hiukkasten koon spektrometrien, kondensaation ytimen laskurin (CNC) ja differentiaalisen liikkuvuusanalysaattorin (DMA) mukaan.
1. Fotometrit
Fotometri on instrumentti, joka käyttää optisia periaatteita hiukkasten havaitsemiseksi. Se ekstrapoloi hiukkasten pitoisuuden ja halkaisijan mittaamalla valonsäteen hiukkasten hajallaan olevan valon voimakkuuden ja kulman. Tämä ilmaisin soveltuu suurimmalle osalle ilmassa olevista hiukkasten hiukkaskokoista, jotka ovat alle 1 mikronia, kuten suspendoituneita hiukkasia ja savun hiukkasia.
Valometrejä käytetään laajasti ilmanlaadun seurannassa, ympäristön ilmanlaadun seurannassa, teollisuuden pakokaasun päästöjen seurannassa ja ilmanlaadun seurannassa. Tarkkailemalla ja analysoimalla ilmassa olevien hiukkasten pitoisuutta reaaliajassa, ilman pilaantuminen voidaan tehokkaasti estää ja hallita ihmisten terveyden ja elämän turvallisuuden suojelemiseksi.
Samanaikaisesti fotometriä voidaan käyttää myös yhdessä aerosoligeneraattorin kanssa asennetun suodattimien testaamiseksi puhtaissa huoneissa. Testaa järjestelmä ja vuotojen olemassaolon suodatin on varmistanut puhtaan huoneen puhtaan tason.
2. Optinen hiukkaslaskurit (OPC)
Optinen hiukkaslaskuri on toinen yleinen hiukkasten ilmaisin. Se käyttää myös optista periaatetta hiukkasten havaitsemiseen loistamalla laservalonlähde pienille hiukkasille, jotka heijastavat, hajottavat ja absorboivat laservaloa. Optinen hiukkaslaskuri hankkii näiden heijastuneiden, hajallaan olevien ja absorboitujen valonsignaalien ominaisuudet ja laskee niiden perusteella olevien mikrohiukkasten lukumäärän, koon ja jakautumisen. Toisin kuin fotometrit, optiset hiukkaslaskurit testaavat hiukkasten lukumäärän ja jakautumisen seurauksena. Tuotteen hiukkaskoko -kanavasta riippuen sitä voidaan käyttää erilaisten hiukkaskokojen hiukkasten havaitsemiseksi, kuten 0,1 μm, 0,2 μm, 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm, jne.
Optisia hiukkaslaskureita käytetään laajasti ympäristön seurannassa, teollisuustuotannossa, lääketieteellisessä ja terveydenhuollossa, elintarvikkeiden jalostuksessa ja muissa aloissa. Sitä voidaan käyttää hiukkasten määrän ja jakelun seuraamiseen eri paikoissa, kuten ympäristössä, puhtaissa huoneissa teollisuustuotannossa, elintarvikkeiden jalostuksessa, puolijohdeteollisuudessa, sairaalan leikkaussalissa, osastoissa jne.
3. Aerodynaamiset hiukkaskoon spektrometrit
Aerodynaamisen hiukkaskokojen spektrometrin periaate perustuu ilmavirrassa suspendoituneiden hiukkasten kineettisiin ominaisuuksiin käyttämällä laserhajotusta, fotoelektristä tunnistamista, elektroniikkaa ja muita tekniikoita, hiukkasten koon, muodon ja fysikaalisten ominaisuuksien ja muiden parametrien seurantaa, analysointia ja laskentaa varten. Aerodynaaminen hiukkaskoon spektrometri voi mitata hiukkasten kokoaluetta yleensä 0,1 mikronista 100 mikroniin ja voi analysoida hiukkasten pitoisuuden ja jakautumisen, joilla on erilaiset hiukkaskoot.
Eri luokituskriteerien mukaan aerodynaamiset hiukkaskoko-spektrometrit voidaan jakaa laserpartikkelikokojen jakautumisen instrumenttiin, monikanavaiseen pulssimäärän mittariin, valon sironta hiukkasten mittauslaitteeseen ja muihin tyyppeihin. Niistä laserpartikkelikokoprofiilit voivat suoraan määrittää parametrit, kuten tilavuuspitoisuus, hiukkaskokojakauma ja hiukkaskokojakauma. Monikanavaiset pulssilaskurit käyttävät useita kanavia hiukkasten pulssit samanaikaisesti ja laskemaan pulssien lukumäärä hiukkasten lukumäärän ja jakautumisen määrittämiseksi. Hiukkasten koon ja konsentraation analysointiin valon sironta hiukkasmittareita sironnan ja hiukkasten diffraktion avulla laservalaisimella.
Aerodynaamisia hiukkaskoon spektrometrejä käytetään laajasti ympäristön seurannassa, ilmakehän tieteessä, ilmanpuhdistuksessa ja muissa aloilla. Ympäristön seurannassa voidaan käyttää erityyppisten hiukkasten pitoisuuden ja jakautumisen aerodynaamista hiukkasten kokospektrometriä tieteellisen perustan ja teknisen tuen tarjoamiseksi ympäristön hallinnan ja pilaantumisen ehkäisemisen ja valvontatyöhön. Ilmakehän tieteessä aerodynaaminen hiukkaskoko -spektrometri voi tutkia ja simuloida ilmakehän fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja teknisen tuen tarjoamiseksi ilmakehän ympäristönsuojelulle. Ilmanpuhdistuksessa aerodynaamista hiukkasten koon spektrometriä voidaan käyttää sisäilman epäpuhtauksien seuraamiseen ja hallintaan varmistamaan, että sisäilman laatu täyttää vaatimukset.
4. Kondensaation ytimen laskuri (CNC)
CNC on laite, joka käyttää tiivistymisperiaatetta hiukkasten keräämiseen ja havaitsemiseen. Se toimii kulkemalla ilmaa jäähdytysyksikön läpi, joka tiivistää ilmassa olevan vesihöyryn kasteeseen ja aiheuttaa ilmassa olevien hiukkasten kiinnittymisen kasteen pintaan kastepisteen lämpötilan alapuolella lämpötilan alapuolella muodostaen laskurin laskemien hiukkasten ytimet.
Eri havaitsemisvaatimusten ja sovellusskenaarioiden mukaan CNC voidaan jakaa kahteen luokkaan, etä CNC ja läheisyys CNC.
Etä-CNC: tä käytetään yleensä ympäristön ulkokäyttöön ja ilmanlaadun seurantaan, ja sitä voidaan käyttää reaaliaikaiseen seurantaan ilmakehän olosuhteissa laajan havaitsemisalueen ja tarkan tiedon etujen kanssa. Läheisyys CNC: tä puolestaan käytetään pääasiassa sisäilman laadun testaamiseen, pienemmällä näytteenottovirtausnopeudella, joka voi havaita pienemmät hiukkaset ja suhteellisen pienen havaitsemisalue.
5. Eroa liikkuvuusanalysaattorit (DMA)
DMA on instrumentti, joka käyttää hiukkasten kulkeutumisominaisuuksia sähkökentällä sen havaitsemiseksi ja analysoimiseksi. Perusperiaatteena on erottaa hiukkaset sähkökentällä ja määrittää hiukkasten koko, muoto ja lukumäärä niiden liikkeen nopeuden mukaan.
DMA: ta on kahta päätyyppiä, ne, jotka luottavat elektroin muuttamiseen, ja ne, jotka luottavat skannaavaan elektronimikroskopiaan.
Niiden joukossa DMA, joka luottaa sähkömuuton menetelmään Karkeita hiukkasten ilmaisimia käytetään yleensä karkeat hiukkasten havaitsemiseksi ilmassa, kuten hiekka ja hiilen pöly. Vaikka hienoja hiukkasten ilmaisimia käytetään pääasiassa halkaisijaltaan alle 2,5 mikronia, kuten savua, auton pakokaasua jne. Havaitsemaan hienoja hiukkasia alle 2,5 mikronia
Eroainetta liikkuvuusanalysaattoria, joka perustuu skannauselektronimikroskooppimenetelmään, käytetään hiukkasten analysointiin ja havaitsemiseen tarkkailemalla hiukkasten morfologiaa ja kokoa korkean resoluution pinnoituselektronimikroskoopilla.
Mikrolähetysanalysaattoreita käytetään laajasti monilla aloilla, kuten ympäristönsuojelu, työterveys, lääketiede ja elintarviketurvallisuus.
Ympäristönsuojelukentällä erilaisia liikkuvuusanalysaattoreita käytetään pääasiassa ilmassa olevien hiukkasten, kuten PM2.5: n ja muiden hienojen hiukkasten havaitsemiseen ilman pilaantumisen tilan arvioimiseksi. Työterveyden alalla erilaisia liikkuvuusanalysaattoreita käytetään haitallisten hiukkasten havaitsemiseksi työpaikalla työntekijöiden terveyden ja turvallisuuden varmistamiseksi. Lääketieteellisellä alalla liikkuvuusanalysaattoreita käytetään hengityselinsairauksien havaitsemiseen diagnoosiin ja hoitoon. Elintarviketurvallisuuden alalla differentiaaliset liikkuvuusanalysaattorit käytetään havaitsemaan haitallisia hiukkasia elintarvikkeissa ruoan laadun ja turvallisuuden varmistamiseksi.
Yhdessä hiukkasten ilmaisin on erittäin tärkeä tekninen työkalu. Se voi havaita ja analysoida hiukkasia eri alueilla erilaisilla havaitsemisperiaatteilla ja -menetelmillä. Erilaisten havaitsemistarpeiden saavuttamiseksi voimme valita erityyppisiä ilmaisimia hiukkasten seurantaan ja analysointiin. Ja hiukkasten ilmaisimien avulla voimme paremmin ymmärtää ilmanlaatutilannetta julkisen ympäristön ja ihmisten terveyden ylläpitämiseksi.
