Ponieważ współczesna urbanizacja nadal przyspiesza, problemy z jakością powietrza stają się coraz bardziej skupione na uwagi. Jednocześnie bardzo ważne jest również testowanie jakości materiałów filtracji powietrza, masek, filtrów i innych produktów oczyszczania powietrza. Monitorowanie jakości powietrza, sprzęt do testowania filtracji powietrza, są nierozerwalne z systemów pomiaru cząstek. Więc jakie rodzaje układów pomiarowych cząstek można podzielić? Jakie są ich odpowiednie zasady i zastosowania? Ten artykuł szczegółowo przedstawi.
Systemy pomiaru cząstek można podzielić na kilka kategorii zgodnie z różnymi zasadami, takimi jak fotometry, liczniki cząstek optycznych (OPC), aerodynamiczne spektrometry wielkości cząstek, licznik jądra kondensacji (CNC) i analizy ruchliwości różnicowej (DMA).
1. Fotometry
Fotometr to przyrząd, który wykorzystuje zasady optyczne do wykrywania cząstek stałych. Ekstrapoluje stężenie i średnicę cząstek stałych poprzez pomiar intensywności i kąta światła rozproszonego przez cząstki cząstkowe w wiązce światła. Detektor ten jest odpowiedni dla większości cząstek stałych w powietrzu o wielkości cząstek mniejszej niż 1 mikron, takich jak zawieszony cząstki cząstkowe i cząstki dymowe.
Fotometry są szeroko stosowane w monitorowaniu jakości powietrza, monitorowaniu jakości powietrza w otoczeniu, monitorowaniu emisji spalin przemysłowych i monitorowaniu jakości powietrza w pomieszczeniach. Monitorując i analizując stężenie cząstek w powietrzu w czasie rzeczywistym, zanieczyszczenie powietrza można skutecznie zapobiegać i kontrolować w celu ochrony zdrowia i bezpieczeństwa życia ludzi.
Jednocześnie fotometr może być również używany w połączeniu z generatorem aerozolu do testowania na miejscu zainstalowanych filtrów w czystych pomieszczeniach. Przetestuj system, a także filtr istnienia wycieków, zapewnił czysty poziom czystego pomieszczenia.
2. Liczniki cząstek optycznych (OPC)
Optyczny licznik cząstek jest kolejnym typem detektora cząstek. Wykorzystuje również zasadę optyczną do wykrywania cząstek poprzez lśnienie źródła światła laserowego na małe cząstki w powietrzu, które odbijają, rozpraszają i pochłaniają światło laserowe. Optyczny licznik cząstek nabywa charakterystykę tych odbijanych, rozproszonych i pochłanianych sygnałów światła oraz oblicza na ich podstawie liczbę, wielkość i rozkład mikro cząstek. W przeciwieństwie do fotometrów, w rezultacie liczba cząstek optycznych testują liczbę i rozkład cząstek. W zależności od kanału wielkości cząstek produktu można go wykorzystać do wykrywania cząstek o różnych rozmiarach cząstek, takich jak 0,1 μm, 0,2 μm, 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm itp.
Optyczne liczniki cząstek są szeroko stosowane w monitorowaniu środowiska, produkcji przemysłowej, opiece medycznej i zdrowia, przetwarzaniu żywności i innych dziedzin. Można go używać do monitorowania liczby i rozkładu cząstek w różnych miejscach, takich jak środowisko, czyste pomieszczenia w produkcji przemysłowej, przetwarzanie żywności, przemysł półprzewodnikowy, szpitalne sale operacyjne, oddziały itp.
3. Aerodynamiczne spektrometry wielkości cząstek
Zasada aerodynamicznego spektrometru wielkości cząstek opiera się na właściwościach kinetycznych cząstek zawieszonych w przepływie powietrza, przy użyciu rozpraszania laserowego, wykrywania fotoelektrycznego, elektroniki i innych technologii, wielkości cząstek, kształtu i właściwości fizycznych cząstek i innych parametrów do monitorowania, analizy i obliczeń. Aerodynamiczny spektrometr wielkości cząstek może mierzyć zakres wielkości cząstek ogólnie od 0,1 mikronów do 100 mikronów i może analizować stężenie i rozkład cząstek o różnych rozmiarach cząstek.
Zgodnie z różnymi kryteriami klasyfikacji, aerodynamiczne spektrometry wielkości cząstek można podzielić na przyrząd rozkładu wielkości cząstek laserowych, wielokanałowy miernik liczby impulsów, przyrząd pomiarowy cząstek rozpraszania światła i inne typy. Wśród nich profilery wielkości cząstek laserowych mogą bezpośrednio określać parametry, takie jak stężenie objętości, rozkład wielkości cząstek i funkcja rozkładu wielkości cząstek. Wielokanałowe liczniki impulsowe używają wielu kanałów do jednoczesnego rejestrowania impulsów cząstek i obliczenia liczby impulsów w celu określenia liczby i rozkładu cząstek. Mierniki cząstek rozpraszania światła są używane do analizy wielkości cząstek i stężenia przez rozpraszanie i dyfrakcję cząstek przez światło laserowe.
Aerodynamiczne spektrometry wielkości cząstek są szeroko stosowane w monitorowaniu środowiska, naukach atmosferycznych, oczyszczaniu powietrza i innych dziedzinach. W monitorowaniu środowiska spektrometr wielkości cząstek aerodynamicznych może być stosowany do monitorowania stężenia i rozmieszczenia różnych rodzajów cząstek, aby zapewnić naukową podstawę i wsparcie techniczne w celu prowadzenia działań związanych z zarządzaniem środowiskiem oraz zapobiegania zanieczyszczeniom i kontroli. W naukach atmosferycznych spektrometr wielkości cząstek aerodynamicznych może badać i symulować atmosferyczne procesy fizyczne i chemiczne, aby zapewnić wsparcie techniczne dla atmosferycznej ochrony środowiska. W oczyszczaniu powietrza spektrometr wielkości cząstek aerodynamicznych może być stosowany do monitorowania i kontrolowania zanieczyszczeń w powietrzu wewnętrznym, aby zapewnić, że jakość powietrza w pomieszczeniach spełnia wymagania.
4. Licznik jądra kondensacji (CNC)
CNC to urządzenie, które wykorzystuje zasadę kondensacji do gromadzenia i wykrywania cząstek. Działa przez przepuszczanie powietrza przez jednostkę chłodzącą, która skrapla parę wodną w powietrzu do rosy i powoduje, że cząsteczki w powietrzu przyczepiają się do powierzchni rosy w temperaturach poniżej temperatury rosy, tworząc jądra cząstek, które są liczone przez licznik.
Zgodnie z różnymi wymogami wykrywania i scenariuszami aplikacji CNC można podzielić na dwie kategorie, zdalne CNC i zbliżeniowe CNC.
Zdalne CNC są ogólnie używane do monitorowania środowiska na zewnątrz i monitorowania jakości powietrza i może być wykorzystywane do monitorowania w czasie rzeczywistym w warunkach atmosferycznych, z zaletami szerokiego zakresu wykrywania i dokładnych danych. Z drugiej strony CNC w pobliżu jest wykorzystywana głównie do testowania jakości powietrza w pomieszczeniach, z mniejszym natężeniem przepływu próbkowania, który może wykryć mniejsze cząstki i stosunkowo niewielki zakres wykrywania.
5. Analizy różnicowej mobilności (DMA)
DMA jest instrumentem, który wykorzystuje charakterystykę migracji cząstek stałych w polu elektrycznym do wykrywania i analizy. Podstawową zasadą jest oddzielenie cząstek w polu elektrycznym i określenie wielkości, kształtu i liczby cząstek zgodnie z szybkością ich ruchu w polu elektrycznym.
Istnieją dwa główne typy DMA, te, które polegają na elektro-migracji i te, które polegają na skaningowej mikroskopii elektronowej.
Wśród nich DMA polegająca na metodzie elektromigracyjnej jest zwykle podzielona na dwa różne typy, a mianowicie detektor cząstek stałych i detektor drobnych cząstek stałych. Detektory cząstek cząstek stałych są ogólnie stosowane do wykrywania gruboziarnistych cząstek stałych w powietrzu, takich jak piasek i pył węglowy. Podczas gdy detektory drobnych cząstek stałych są stosowane głównie do wykrywania drobnych cząstek cząstek o średnicy mniejszej niż 2,5 mikronów, takich jak dym, wydech samochodowy itp.
Różnicowy analizator ruchliwości, który opiera się na skaningowej metodzie mikroskopu elektronowego, jest wykorzystywany do analizy i wykrywania cząstek stałych poprzez obserwowanie morfologii i wielkości cząstek stałych w skaningowym mikroskopie elektronowym o wysokiej rozdzielczości.
Analizy mikro-mobilności są szeroko stosowane w wielu dziedzinach, takich jak ochrona środowiska, zdrowie zawodowe, medycyna i bezpieczeństwo żywności.
W dziedzinie ochrony środowiska analizy ruchliwości różnicowej są wykorzystywane głównie do wykrywania cząstek stałych w powietrzu, takich jak PM2,5 i inne drobne cząstki cząstkowe, w celu oceny stanu zanieczyszczenia powietrza. W dziedzinie zdrowia zawodowego analizatory mobilności różnicowej są wykorzystywane do wykrywania szkodliwych cząstek stałych w miejscu pracy, aby zapewnić zdrowie i bezpieczeństwo pracowników. W dziedzinie medycyny analizy różnicowej mobilności stosuje się do wykrywania chorób układu oddechowego do diagnozy i leczenia. W dziedzinie bezpieczeństwa żywności analizatory ruchliwości różnicowe są wykorzystywane do wykrywania szkodliwych cząstek stałych w żywności, aby zapewnić jakość i bezpieczeństwo żywności.
Podsumowując, detektor cząstek jest bardzo ważnym narzędziem technicznym. Może wykrywać i analizować cząstki cząstkowe w różnych zakresach według różnych zasad i metod wykrywania. W przypadku różnych potrzeb wykrywania możemy wybrać różne rodzaje detektorów do monitorowania i analizy cząstek stałych. A dzięki zastosowaniu detektorów cząstek stałych możemy lepiej uchwycić sytuację jakości powietrza, aby utrzymać środowisko publiczne i zdrowie ludzkie.
