ככל שהעיור המודרני ממשיך להאיץ, סוגיות באיכות האוויר הופכות למוקד יותר ויותר במוקד תשומת לב. במקביל, גם בדיקת האיכות של חומרי סינון אוויר, מסכות, פילטרים ומוצרי טיהור אוויר אחרים חשובה מאוד. ניטור איכות אוויר, ציוד לבדיקת מוצרי סינון אוויר, אינם ניתנים להפרדה ממערכות המדידה של החלקיקים. אז לאילו סוגים של מערכות מדידת חלקיקים ניתן לחלק? מהם העקרונות והיישומים שלהם בהתאמה? מאמר זה יציג בפירוט.
ניתן לחלק את מערכות מדידת החלקיקים למספר קטגוריות בהתאם לעקרונות שונים, כמו צילום, דלפקי חלקיקים אופטיים (OPC), ספקטרומטרים של גודל חלקיקים אווירודינמיים, מונה גרעיני עיבוי (CNC) ואנליזי ניידות דיפרנציאלית (DMA).
1. פוטומטרים
פוטומטר הוא מכשיר המשתמש בעקרונות אופטיים כדי לאתר חומר חלקיקי. הוא מחיל את הריכוז והקוטר של החומר החלקיקי על ידי מדידת עוצמת וזווית האור המפוזרת על ידי החומר החלקיקי בקורה האור. גלאי זה מתאים לרוב החומר החלקיקי הנישא באוויר עם גודל החלקיקים פחות ממיקרון אחד, כמו חומר חלקיקי מושעה וחומר חלקיקי עשן.
פוטומטרים נמצאים בשימוש נרחב במעקב באיכות אוויר, ניטור באיכות אוויר אווירה, ניטור פליטות פליטה תעשייתית ומעקב באיכות אוויר מקורה. על ידי מעקב וניתוח ריכוז החלקיקים הנישאים באוויר בזמן אמת, ניתן למנוע ולשליטה ביעילות בזיהום אוויר כדי להגן על בריאותם ובטיחות החיים של האנשים.
במקביל, ניתן להשתמש בפוטומטר גם בשילוב עם גנרטור אירוסול לבדיקה באתר של פילטרים מותקנים בחדרים נקיים. בדוק את המערכת כמו גם את המסנן לקיומם של דליפות, הבטיח את הרמה הנקייה של החדר הנקי.
2. דלפקי חלקיקים אופטיים (OPC)
מונה חלקיקים אופטי הוא סוג נפוץ נוסף של גלאי חלקיקים. הוא גם משתמש בעקרון האופטי כדי לאתר חלקיקים על ידי הזרמת מקור אור לייזר על חלקיקים זעירים באוויר, המשקפים, מפזרים וסופגים אור לייזר. מונה החלקיקים האופטיים רוכש את המאפיינים של אותות אור משקפים, מפוזרים וספגים ומחשב את המספר, גודל וחלוקת החלקיקים המיקרו על בסיסם. בניגוד לצילומים, דלפקי החלקיקים האופטיים בודקים את מספר החלקיקים וההפצה כתוצאה מכך. תלוי בערוץ גודל החלקיקים של המוצר, ניתן להשתמש בו כדי לאתר חלקיקים בגדלי חלקיקים שונים, כמו 0.1 מיקרומטר, 0.2 מיקרומטר, 0.3 מיקרומטר, 0.5 מיקרומטר, 1.0 מיקרומטר וכו '.
דלפקי החלקיקים האופטיים נמצאים בשימוש נרחב במעקב סביבתי, ייצור תעשייתי, טיפול רפואי ובריאות, עיבוד מזון ותחומים אחרים. ניתן להשתמש בו כדי לפקח על מספר וחלוקת החלקיקים במקומות שונים כמו הסביבה, חדרים נקיים בייצור תעשייתי, עיבוד מזון, תעשיית מוליכים למחצה, חדרי ניתוח בבית חולים, מחלקות וכו '.
3. ספקטרומטרים בגודל חלקיקים אווירודינמיים
העיקרון של ספקטרומטר גודל חלקיקים אווירודינמי מבוסס על התכונות הקינטיות של החלקיקים התלויים בזרימת האוויר, באמצעות פיזור לייזר, חישה פוטו -אלקטרונית, אלקטרוניקה וטכנולוגיות אחרות, גודל החלקיקים, הצורה והתכונות הפיזיות של החלקיקים והפרמטרים האחרים לניטור, ניתוח וחישוב. ספקטרומטר גודל חלקיקים אווירודינמי יכול למדוד את טווח גודל החלקיקים בדרך כלל מ 0.1 מיקרון ל 100 מיקרון, ויכול לנתח את הריכוז וההפצה של חלקיקים בגדלי חלקיקים שונים.
על פי קריטריוני סיווג שונים, ניתן לחלק את הספקטרומטרים של גודל החלקיקים האווירודינמיים למכשיר חלוקת גודל חלקיקי לייזר, ספירת דופק רב-ערוצית, מכשיר מדידת חלקיקי פיזור אור וסוגים אחרים. ביניהם, פרופילי גודל חלקיקי לייזר יכולים לקבוע ישירות פרמטרים כמו ריכוז נפח, חלוקת גודל החלקיקים ותפקוד חלוקת גודל החלקיקים. דלפקי הדופק הרב-ערוציים משתמשים בערוצים מרובים כדי לרשום בו זמנית את הפולסים של החלקיקים ולחשב את מספר הפולסים כדי לקבוע את מספר החלקיקים והפצה. פיזור אור חלקיקים משמשים לניתוח גודל החלקיקים וריכוזו על ידי פיזור ודיפרקציה של חלקיקים על ידי אור לייזר.
ספקטרומטרים בגודל חלקיקים אווירודינמיים נמצאים בשימוש נרחב במעקב סביבי, מדע אטמוספרי, טיהור אוויר ושדות אחרים. במעקב סביבתי, ניתן להשתמש בספקטרומטר בגודל חלקיקים אווירודינמיים כדי לפקח על הריכוז וההפצה של סוגים שונים של חלקיקים, כדי לספק בסיס מדעי ותמיכה טכנית כדי להנחות את ניהול הסביבה ועבודת מניעת זיהום ובקרה. במדע האטמוספרי, ספקטרומטר בגודל חלקיקים אווירודינמיים יכול ללמוד ולדמות תהליכים פיזיים וכימיים אטמוספריים כדי לספק תמיכה טכנית להגנה על הסביבה האטמוספרית. בטיהור אוויר, ניתן להשתמש בספקטרומטר בגודל החלקיקים האווירודינמי כדי לפקח ולשלוט על מזהמים באוויר מקורה כדי להבטיח שאיכות אוויר מקורה עומדת בדרישות.
4. מונה גרעיני עיבוי (CNC)
CNC הוא מכשיר המשתמש בעקרון העיבוי לאיסוף וגילוי חלקיקים. זה פועל על ידי מעבר אוויר דרך יחידת קירור שמעבה את אדי המים באוויר אל טל וגורם לחלקיקים הנישאים באוויר להתחבר אל פני הטל בטמפרטורות מתחת לטמפרטורת נקודת הטל ליצירת גרעיני החלקיקים שנחשבים על ידי הדלפק.
על פי דרישות גילוי שונות ותרחישי יישומים, ניתן לחלק CNC לשתי קטגוריות, CNC מרחוק ו- CNC קרבה.
CNC מרחוק משמשים בדרך כלל לניטור סביבתי חיצוני ולניטור איכות אוויר, וניתן להשתמש בהן לניטור בזמן אמת בתנאים אטמוספריים, עם היתרונות של טווח גילוי רחב ונתונים מדויקים. לעומת זאת, CNC קרבה משמשים בעיקר לבדיקת איכות אוויר מקורה, עם קצב זרימת דגימה קטן יותר, שיכול לאתר חלקיקים קטנים יותר וטווח גילוי קטן יחסית.
5. מנתחי ניידות דיפרנציאלית (DMA)
ה- DMA הוא מכשיר המשתמש במאפייני ההגירה של חומר חלקיקים בשדה חשמלי לאיתור וניתוחו. העיקרון הבסיסי הוא להפריד בין החלקיקים בשדה חשמלי ולקבוע את הגודל, הצורה ומספר החלקיקים בהתאם לקצב התנועה שלהם בשדה החשמלי.
ישנם שני סוגים עיקריים של DMA, אלה המסתמכים על הגירה אלקטרונית וכאלה המסתמכים על סריקת מיקרוסקופיית אלקטרונים.
ביניהם, ה- DMA המסתמך על שיטת ההגירה האלקטרונית מחולק בדרך כלל לשני סוגים שונים, כלומר גלאי חומר חלקיקי גס וגלאי חומר חלקיקי דק. גלאי חומר חלקיקים גסים משמשים בדרך כלל לגילוי חומר חלקיקי גס באוויר, כמו חול ואבק פחם. בעוד שגלאי חומר חלקיקים עדינים משמשים בעיקר לאיתור חומר חלקיקי עדין בקוטר של פחות מ- 2.5 מיקרון, כמו עשן, פליטת מכוניות וכו '.
מנתח הניידות הדיפרנציאלי, הנשען על שיטת המיקרוסקופ האלקטרוני הסריקה, משמש לניתוח ולאתר חומר חלקיקי על ידי התבוננות במורפולוגיה וגודל החומר החלקיקי תחת מיקרוסקופ אלקטרונים סורק ברזולוציה גבוהה.
מנתחי מיקרו-ניידות נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים כמו הגנת סביבה, בריאות תעסוקתית, רפואה ובטיחות מזון.
בתחום הגנת הסביבה, מנתחי ניידות דיפרנציאלית משמשים בעיקר לאיתור חומר חלקיקי מוטס, כמו PM2.5 וחומר חלקיקי דק אחר, כדי להעריך את מצב זיהום האוויר. בתחום הבריאות התעסוקתית, מנתחי ניידות דיפרנציאלית משמשים לאיתור חומר חלקיקי מזיק במקום העבודה כדי להבטיח את בריאותם ובטיחותם של עובדים. בתחום הרפואי, מנתחי ניידות דיפרנציאלית משמשים לגילוי מחלות נשימה לאבחון וטיפול. בתחום בטיחות המזון, מנתחי ניידות דיפרנציאלית משמשים לאיתור חומר חלקיקי מזיק במזון כדי להבטיח את איכות ובטיחות המזון.
ביחד, גלאי החלקיקים הוא כלי טכני חשוב מאוד. זה יכול לאתר ולנתח חומר חלקיקי בטווחים שונים על ידי עקרונות ושיטות גילוי שונות. לצרכי גילוי שונים, אנו יכולים לבחור סוגים שונים של גלאים לניטור וניתוח של חומרים חלקיקים. ובאמצעות שימוש בגלאי חומר חלקיקים, אנו יכולים לתפוס טוב יותר את המצב של איכות האוויר, בכדי לשמור על הסביבה הציבורית ובריאות האדם.
