Khi đô thị hóa hiện đại tiếp tục tăng tốc, các vấn đề chất lượng không khí ngày càng trở nên trọng tâm của sự chú ý. Đồng thời, việc thử nghiệm chất lượng của vật liệu lọc không khí, mặt nạ, bộ lọc và các sản phẩm tinh chế không khí khác cũng rất quan trọng. Giám sát chất lượng không khí, thiết bị thử nghiệm sản phẩm lọc không khí, không thể tách rời khỏi các hệ thống đo hạt. Vì vậy, những loại hệ thống đo hạt có thể được chia thành? Nguyên tắc và ứng dụng tương ứng của họ là gì? Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết.
Các hệ thống đo hạt có thể được chia thành một số loại theo các nguyên tắc khác nhau, chẳng hạn như photomet, quầy hạt quang (OPC), quang phổ kích thước hạt khí động học, bộ đếm nhân ngưng tụ (CNC) và phân tích di động vi phân (DMA).
1. Photomet
Photometer là một công cụ sử dụng các nguyên tắc quang học để phát hiện vật chất hạt. Nó ngoại suy nồng độ và đường kính của vật chất hạt bằng cách đo cường độ và góc của ánh sáng được phân tán bởi vật chất hạt trong chùm ánh sáng. Máy dò này phù hợp cho hầu hết các hạt trong không khí với kích thước hạt nhỏ hơn 1 micron, chẳng hạn như vật chất hạt lơ lửng và vật chất hạt khói.
Photomet được sử dụng rộng rãi trong giám sát chất lượng không khí, giám sát chất lượng không khí xung quanh, giám sát khí thải công nghiệp và giám sát chất lượng không khí trong nhà. Bằng cách theo dõi và phân tích nồng độ của các hạt trong không khí trong thời gian thực, ô nhiễm không khí có thể được ngăn chặn và kiểm soát một cách hiệu quả để bảo vệ sức khỏe và an toàn cuộc sống của mọi người.
Đồng thời, quang kế cũng có thể được sử dụng kết hợp với máy phát aerosol để thử nghiệm tại chỗ các bộ lọc được cài đặt trong các phòng sạch. Kiểm tra hệ thống cũng như bộ lọc cho sự tồn tại của rò rỉ, đã đảm bảo mức sạch phòng sạch.
2. Bộ đếm hạt quang học (OPC)
Một bộ đếm hạt quang là một loại đầu dò hạt phổ biến khác. Nó cũng sử dụng nguyên tắc quang học để phát hiện các hạt bằng cách chiếu nguồn ánh sáng laser vào các hạt nhỏ trong không khí, phản ánh, phân tán và hấp thụ ánh sáng laser. Bộ đếm hạt quang thu được các đặc điểm của các tín hiệu ánh sáng được phản xạ, rải rác và hấp thụ và tính toán số lượng, kích thước và phân phối của các hạt vi mô dựa trên chúng. Không giống như photomet, kết quả là bộ đếm hạt quang kiểm tra số lượng và phân phối các hạt. Tùy thuộc vào kênh kích thước hạt của sản phẩm, nó có thể được sử dụng để phát hiện các hạt có kích thước hạt khác nhau, chẳng hạn như 0,1μm, 0,2μm, 0,3μm, 0,5μm, 1,0μm, v.v.
Các bộ đếm hạt quang học được sử dụng rộng rãi trong giám sát môi trường, sản xuất công nghiệp, chăm sóc y tế và sức khỏe, chế biến thực phẩm và các lĩnh vực khác. Nó có thể được sử dụng để theo dõi số lượng và phân phối các hạt ở nhiều nơi khác nhau như môi trường, phòng sạch trong sản xuất công nghiệp, chế biến thực phẩm, công nghiệp bán dẫn, phòng phẫu thuật của bệnh viện, phường, v.v.
3. Máy quang phổ kích thước hạt khí động học
Nguyên tắc của máy quang phổ kích thước hạt khí động học dựa trên các đặc tính động học của các hạt lơ lửng trong luồng khí, sử dụng tán xạ laser, cảm biến quang điện, thiết bị điện tử và các công nghệ khác, kích thước hạt, hình dạng và tính chất vật lý của các hạt và các tham số khác để theo dõi, phân tích và calculation. Máy quang phổ kích thước hạt khí động lực học có thể đo phạm vi kích thước hạt thường từ 0,1 micron đến 100 micron và có thể phân tích nồng độ và phân bố các hạt với các kích thước hạt khác nhau.
Theo các tiêu chí phân loại khác nhau, máy quang phổ kích thước hạt khí động học có thể được chia thành dụng cụ phân phối kích thước hạt laser, máy đo số xung đa kênh, thiết bị đo hạt tán xạ ánh sáng và các loại khác. Trong số đó, các bộ cấu hình kích thước hạt laser có thể xác định trực tiếp các tham số như nồng độ thể tích, phân phối kích thước hạt và chức năng phân phối kích thước hạt. Các bộ đếm xung đa kênh sử dụng nhiều kênh để ghi lại đồng thời các xung của các hạt và tính toán số lượng xung để xác định số lượng và phân phối của các hạt. Máy đo hạt tán xạ ánh sáng được sử dụng để phân tích kích thước và nồng độ hạt bằng cách tán xạ và nhiễu xạ các hạt bằng ánh sáng laser.
Máy quang phổ kích thước hạt khí động học được sử dụng rộng rãi trong giám sát môi trường, khoa học khí quyển, tinh chế không khí và các lĩnh vực khác. Trong giám sát môi trường, máy quang phổ kích thước hạt khí động học có thể được sử dụng để theo dõi nồng độ và phân phối của các loại hạt khác nhau, để cung cấp cơ sở khoa học và hỗ trợ kỹ thuật để hướng dẫn quản lý môi trường và phòng ngừa ô nhiễm và kiểm soát công việc. Trong khoa học khí quyển, máy quang phổ kích thước hạt khí động học có thể nghiên cứu và mô phỏng các quá trình vật lý và hóa học khí quyển để cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho bảo vệ môi trường khí quyển. Trong quá trình tinh chế không khí, máy quang phổ kích thước hạt khí động học có thể được sử dụng để theo dõi và kiểm soát các chất ô nhiễm trong không khí trong nhà để đảm bảo chất lượng không khí trong nhà đáp ứng các yêu cầu.
4. Bộ đếm nhân ngưng tụ (CNC)
CNC là một thiết bị sử dụng nguyên tắc ngưng tụ để thu thập và phát hiện hạt. Nó hoạt động bằng cách đi qua không khí qua một bộ phận làm mát ngưng tụ hơi nước trong không khí vào sương và làm cho các hạt trong không khí gắn vào bề mặt sương ở nhiệt độ dưới nhiệt độ điểm sương để tạo thành các hạt nhân được đếm bởi bộ đếm.
Theo các yêu cầu phát hiện và kịch bản ứng dụng khác nhau, CNC có thể được chia thành hai loại, CNC từ xa và CNC gần.
CNC từ xa thường được sử dụng để giám sát môi trường ngoài trời và giám sát chất lượng không khí, và có thể được sử dụng để giám sát thời gian thực trong điều kiện khí quyển, với lợi thế của phạm vi phát hiện rộng và dữ liệu chính xác. Mặt khác, CNC lân cận chủ yếu được sử dụng để thử nghiệm chất lượng không khí trong nhà, với tốc độ dòng lấy mẫu nhỏ hơn, có thể phát hiện các hạt nhỏ hơn và phạm vi phát hiện tương đối nhỏ.
5. Máy phân tích di động khác biệt (DMA)
DMA là một công cụ sử dụng các đặc tính di chuyển của vật chất hạt trong điện trường để phát hiện và phân tích nó. Nguyên tắc cơ bản là tách các hạt trong điện trường và xác định kích thước, hình dạng và số lượng hạt theo tốc độ chuyển động của chúng trong điện trường.
Có hai loại DMA chính, các loại dựa vào di chuyển điện và các loại dựa vào kính hiển vi điện tử quét.
Trong số đó, DMA dựa vào phương pháp di chuyển điện thường được chia thành hai loại khác nhau, cụ thể là máy dò vật chất hạt thô và máy dò hạt mịn. Các máy dò vật chất hạt thô thường được sử dụng để phát hiện vật chất hạt thô trong không khí, chẳng hạn như bụi cát và bụi than. Trong khi các máy dò vật chất mịn chủ yếu được sử dụng để phát hiện các hạt mịn có đường kính dưới 2,5 micron, chẳng hạn như khói, xả xe, v.v.
Máy phân tích di động khác biệt, dựa trên phương pháp kính hiển vi điện tử quét, được sử dụng để phân tích và phát hiện vật chất hạt bằng cách quan sát hình thái và kích thước của vật chất hạt dưới kính hiển vi điện tử quét có độ phân giải cao.
Các máy phân tích di động vi mô được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như bảo vệ môi trường, sức khỏe nghề nghiệp, y học và an toàn thực phẩm.
Trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, các máy phân tích di động khác biệt chủ yếu được sử dụng để phát hiện vật chất hạt trong không khí, chẳng hạn như PM2.5 và các loại hạt mịn khác, để đánh giá tình trạng ô nhiễm không khí. Trong lĩnh vực sức khỏe nghề nghiệp, các máy phân tích di động khác biệt được sử dụng để phát hiện vật chất hạt có hại tại nơi làm việc để đảm bảo sức khỏe và sự an toàn của người lao động. Trong lĩnh vực y tế, máy phân tích di động khác biệt được sử dụng để phát hiện các bệnh hô hấp để chẩn đoán và điều trị. Trong lĩnh vực an toàn thực phẩm, các máy phân tích di động khác biệt được sử dụng để phát hiện vật chất hạt có hại trong thực phẩm để đảm bảo chất lượng và an toàn của thực phẩm.
Được kết hợp với nhau, máy dò hạt là một công cụ kỹ thuật rất quan trọng. Nó có thể phát hiện và phân tích vật chất hạt trong các phạm vi khác nhau theo các nguyên tắc và phương pháp phát hiện khác nhau. Đối với các nhu cầu phát hiện khác nhau, chúng ta có thể chọn các loại máy dò khác nhau để theo dõi và phân tích vật chất hạt. Và thông qua việc sử dụng các máy dò vật chất hạt, chúng ta có thể nắm bắt tốt hơn tình hình chất lượng không khí, để duy trì môi trường công cộng và sức khỏe con người.
