Счетчик частиц конденсата - Condensation particle counter

Схема счетчика частиц конденсации, работающего на диффузионном термическом охлаждении. Составлено по описанию на http://www.cas.manchester.ac.uk/restools/instruments/aerosol/cpc/. Обозначения: 1 - воздухозаборник; 2 - блок пористого материала, нагретый до температуры сатуратора, 3 - рабочая жидкость в резервуаре, 4 - конденсатор, 5 - фокусирующее сопло, 6 - счетчик на основе лазера, 7 - воздушный насос, 8 - вытяжка.

Оборудование, используемое для зонального отбора проб переносимых по воздуху наноматериалов.^[1] Показанные здесь инструменты включают счетчик частиц конденсата, аэрозольный фотометр и два насоса для отбора проб воздуха для анализа на основе фильтров.

А счетчик частиц конденсата или Цена за клик это счетчик частиц что обнаруживает и считает аэрозоль частиц, сначала увеличивая их, используя частицы в качестве центров зародышеобразования для создания капель в перенасыщенный газ. ^[2]

Были использованы три метода зарождение:

• Адиабатическое расширение с помощью расширительной камеры. Это была оригинальная техника, использованная Джон Эйткен в 1888 г. ^[3]
• Термодиффузия.
• Смешивание горячих и холодных газов. ^[2]

Наиболее часто используемый (и самый эффективный) метод - охлаждение термодиффузия. Наиболее часто используемая рабочая жидкость - это н-бутанол; в последние годы воды также встречается в этом использовании.^[4]

Счетчики частиц конденсации способны обнаруживать частицы размером от 2 нм и больше. Это особенно важно, поскольку частицы размером менее 50 нм обычно не обнаруживаются обычными оптический техники. Обычно перенасыщение составляет ок. 100… 200% в конденсационной камере, несмотря на то, что неоднородный зародышеобразование (рост капли на поверхности взвешенной твердой частицы) может происходить при пересыщении всего лишь на 1%. Требуется большее паросодержание, потому что, согласно наука о поверхности законы, давление газа через выпуклый поверхность меньше, чем над плоскостью, поэтому требуется большее содержание пара в воздухе, чтобы соответствовать действительный критерии перенасыщения. Это количество увеличивается (давление пара уменьшается) вместе с уменьшением размера частиц, критический диаметр, при котором может происходить конденсация при текущем уровне насыщения, называется Кельвин диаметр. Однако уровень пересыщения должен быть достаточно низким, чтобы предотвратить однородный зародышеобразование (когда молекулы жидкости сталкиваются так часто, что образуют кластеры - достаточно стабильный, чтобы гарантировать дальнейший рост), что приведет к ложным подсчетам. Обычно это начинается ок. 300% пересыщение. ^[4]

Справа изображена работа диффузионного термического охлаждения КПК. Воздух проходит через полый блок из пористого материала, контактирующий с рабочей жидкостью, причем блок нагревается для обеспечения высокого содержания пара. Затем увлажненный воздух попадает в кулер где происходит зарождение. Разница температур между нагревателем и охладителем определяет пересыщение, которое, в свою очередь, определяет минимальный размер частиц, которые будут обнаружены (чем больше разница, тем более мелкие частицы учитываются). Поскольку в центре потока возникают надлежащие условия зародышеобразования, иногда входящий поток разделяется: большая часть его подвергается фильтрации и образует поток оболочки, в который остальная часть потока, все еще содержащая частицы, вводится через капилляр. Чем более равномерно получается пересыщение, тем резче отсекается минимальный размер частиц. Во время гетерогенного процесса зародышеобразования в камере зародышеобразования частицы вырастают до размеров 10… 12 мкм и поэтому удобно обнаруживаются обычными методами, такими как лазерная нефелометрия (измерение световых импульсов, рассеянных выросшими частицами).^[4]

Рекомендации