Ker se sodobna urbanizacija še naprej pospešuje, vprašanja kakovosti zraka postajajo vedno bolj v središču pozornosti. Hkrati je zelo pomembno tudi testiranje kakovosti materialov za filtriranje zraka, mask, filtrov in drugih izdelkov za čiščenje zraka. Spremljanje kakovosti zraka, oprema za testiranje izdelkov za filtracijo zraka so neločljivi od sistemov za merjenje delcev. Na katere vrste sistemov za merjenje delcev lahko torej razdelimo? Kakšna so njihova načela in aplikacije? Ta članek se bo podrobno predstavil.
Sistemi za merjenje delcev lahko razdelimo v več kategorij po različnih načelih, kot so fotometri, optični števci delcev (OPC), aerodinamični spektrometri velikosti delcev, kondenzacijski jedro (CNC) in analizatorji diferencialne mobilnosti (DMA).
1. Fotometri
Fotometer je instrument, ki uporablja optična načela za odkrivanje trdnih delcev. Ekstrapolira koncentracijo in premer delcev z merjenjem intenzivnosti in kota svetlobe, raztresenega z delci v svetlobnem žarku. Ta detektor je primeren za večino delcev v zraku z velikostjo delcev, manjše od 1 mikrona, kot sta suspendirani delci in delci dima.
Fotometri se pogosto uporabljajo pri spremljanju kakovosti zraka, spremljanju kakovosti zunanjega zraka, spremljanju industrijskih emisij izpušnih plinov in spremljanju kakovosti zraka v zaprtih prostorih. S spremljanjem in analizo koncentracije delcev v zraku v realnem času lahko onesnaževanje zraka učinkovito preprečimo in nadzorujemo za zaščito zdravja in življenjske varnosti ljudi.
Hkrati lahko fotometer uporabimo tudi v kombinaciji z aerosolnim generatorjem za testiranje nameščenih filtrov na kraju samem v čistih prostorih. Preizkusite sistem in filter za obstoj puščanja, je zagotovil čisto raven čistega prostora.
2. Optični števci delcev (OPC)
Števec optičnih delcev je še ena skupna vrsta detektorja delcev. Uporablja tudi optično načelo za zaznavanje delcev tako, da sveti laserski vir svetlobe na drobne delce v zraku, ki odsevajo, raztresejo in absorbirajo lasersko svetlobo. Števec optičnih delcev pridobi značilnosti teh odsevnih, razpršenih in absorbiranih svetlobnih signalov ter izračuna število, velikost in porazdelitev mikro delcev, ki temeljijo na njih. Za razliko od fotometrov optični števci delcev testirajo število in porazdelitev delcev, kar je rezultat. Glede na kanal velikosti delcev ga je mogoče uporabiti za zaznavanje delcev različnih velikosti delcev, kot so 0,1 μm, 0,2 μm, 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm itd.
Optični števci delcev se pogosto uporabljajo pri spremljanju okolja, industrijske proizvodnje, medicinske in zdravstvene oskrbe, predelavi hrane in drugih poljih. Uporablja se lahko za spremljanje števila in porazdelitve delcev na različnih krajih, kot so okolje, čiste prostore v industrijski proizvodnji, predelava hrane, industrija polprevodnikov, bolnišnične operacijske dvorane, oddelki itd.
3. Aerodinamični spektrometri velikosti delcev
Načelo aerodinamičnega spektrometra velikosti delcev temelji na kinetičnih lastnostih delcev, suspendiranih v zračnem toku, z uporabo laserskega sipanja, fotoelektričnega zaznavanja, elektronike in drugih tehnologij, velikosti delcev, oblike in fizikalnih lastnosti delcev in drugih parametrov za spremljanje, analizo in izračun. Aerodinamični spektrometer velikosti delcev lahko meri območje velikosti delcev od 0,1 mikronov do 100 mikronov in analizira koncentracijo in porazdelitev delcev z različnimi velikostmi delcev.
V skladu z različnimi merili klasifikacije lahko aerodinamične spektrometre velikosti delcev razdelimo na laserski instrument za porazdelitev velikosti delcev, večkanalni meter štetja impulzov, instrument za merjenje delcev svetlobe in druge vrste. Med njimi lahko laserski profili velikosti delcev neposredno določijo parametre, kot so koncentracija volumna, porazdelitev velikosti delcev in funkcija porazdelitve velikosti delcev. Večkanalni pulzni števci uporabljajo več kanalov, da hkrati beležijo impulze delcev in izračunajo število impulzov za določitev števila in porazdelitve delcev. Merilniki delcev, ki razpršijo svetlobo, se uporabljajo za analizo velikosti in koncentracije delcev z razprševanjem in difrakcijo delcev z lasersko svetlobo.
Aerodinamični spektrometri velikosti delcev se pogosto uporabljajo pri spremljanju okolja, atmosferski znanosti, čiščenju zraka in drugih poljih. Pri okoljskem spremljanju lahko aerodinamični spektrometer velikosti delcev uporabimo za spremljanje koncentracije in porazdelitve različnih vrst delcev, da bi zagotovili znanstveno podlago in tehnično podporo za usmerjanje upravljanja z okoljem in preprečevanjem onesnaževanja in nadzora. V atmosferski znanosti lahko aerodinamični spektrometer velikosti delcev preuči in simulira atmosferske fizikalne in kemijske procese, da bi zagotovili tehnično podporo za atmosfersko varstvo okolja. Pri čiščenju zraka lahko aerodinamični spektrometer velikosti delcev uporabimo za spremljanje in nadzor onesnaževal v zaprtem zraku, da se zagotovi, da kakovost zraka v zaprtih prostorih ustreza zahtevam.
4. Kondenzacijski števec jedra (CNC)
CNC je naprava, ki uporablja načelo kondenzacije za zbiranje in odkrivanje delcev. Deluje s prehodom zraka skozi hladilno enoto, ki kondenzira vodno paro v zraku v roso in povzroči, da se delci v zraku pritrdijo na površino rosišča pri temperaturah pod temperaturo rosišča, da tvorijo jedra delcev, ki jih šteje števec.
Glede na različne zahteve za odkrivanje in scenariji uporabe lahko CNC razdelimo v dve kategoriji, oddaljeni CNC in CNC v bližini.
Oddaljeni CNC se običajno uporablja za spremljanje okolja in spremljanje kakovosti zraka in se lahko uporablja za spremljanje v realnem času v atmosferskih pogojih, s prednosti širokega območja zaznavanja in natančnih podatkov. CNC bližine se na drugi strani uporablja predvsem za testiranje kakovosti zraka v zaprtih prostorih, z manjšim pretokom vzorčenja, ki lahko zazna manjše delce in razmeroma majhno območje zaznavanja.
5. Diferencialni analizatorji mobilnosti (DMA)
DMA je instrument, ki uporablja migracijske značilnosti delcev v električnem polju za zaznavanje in analizo. Osnovno načelo je ločiti delce v električnem polju in določiti velikost, obliko in število delcev glede na hitrost njihovega gibanja v električnem polju.
Obstajata dve glavni vrsti DMA, tista, ki se zanašata na elektromegracijo in tiste, ki se zanašajo na skeniranje elektronske mikroskopije.
Med njimi je DMA, ki se zanaša na metodo migracije, običajno razdeljena na dve različni vrsti, in sicer grobi detektor delcev in detektor finih delcev. Za odkrivanje grobih delcev v zraku se običajno uporabljajo grobi detektorji delcev, kot sta pesek in prah premoga. Medtem ko se detektorji s finimi delci uporabljajo predvsem za zaznavanje drobnih delcev, ki je premera manj kot 2,5 mikrona, kot so dim, avtomobilski izpuh itd.
Analizator diferencialne mobilnosti, ki se opira na metodo skenirajočega elektronskega mikroskopa, se uporablja za analizo in zaznavanje delcev z opazovanjem morfologije in velikosti delcev pod elektronskim mikroskopom z visoko ločljivostjo.
Mikro-mobilnost se pogosto uporabljajo na številnih področjih, kot so varstvo okolja, zdravje pri delu, medicina in varnost hrane.
Na področju varstva okolja se za odkrivanje delcev v zraku, kot so PM2.5 in druge fine delce, za oceno statusa onesnaženja zraka uporabljajo predvsem za odkrivanje delcev v zraku, kot so PM2.5 in druge fine delce. Na področju zdravja pri delu se analizatorji diferencialne mobilnosti uporabljajo za odkrivanje škodljivih delcev na delovnem mestu za zagotovitev zdravja in varnosti delavcev. Na medicinskem področju se za odkrivanje dihalnih bolezni za diagnozo in zdravljenje uporabljajo diferencialne analizatorje mobilnosti. Na področju varnosti hrane se diferencialni analizatorji mobilnosti uporabljajo za odkrivanje škodljivih delcev v hrani za zagotavljanje kakovosti in varnosti hrane.
Skupaj je detektor delcev zelo pomembno tehnično orodje. Z različnimi načeli in metodami odkrivanja lahko zazna in analizira delce v različnih območjih. Za različne potrebe po odkrivanju lahko izberemo različne vrste detektorjev za spremljanje in analizo delcev. In z uporabo detektorjev delcev lahko bolje dojamemo stanje kakovosti zraka, da ohranimo javno okolje in zdravje ljudi.
