طراحی و ساخت سامانه اندازه‌گیر ذره‌ها به روش پویش تحرک برای تعیین توزیع اندازه ذره‌های آئروسل

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی کاربردی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

چکیده

در این پژوهش، سامانه اندازه­گیر ذره ­ها به روش پویش تحرک ساخته شد و برای اندازه­ گیری توزیع اندازه ذره­ه ای آئروسل زیر میکرون استفاده شد. طیف سنج SMPS به صورت گسترده به عنوان یک روش استاندارد برای اندازه گیری توزیع اندازه ذره ­ها مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه اندازه­گیری به طور معمول برای اندازه ­گیری دقیق اندازه ذره­ های نانومتری محلول در مایع­ ها مورد استفاده قرار می گیرد. SMPS از اتصال دستگاه‌های اتـمایزر، خنثـی‌ساز بار ذره­ ها، آنالیز کننده تـحرک دیفرانسیلی و ذره‌شمار تـراکمی ساخته می‌شود. هر کدام از دستگاه­ های این سامانه به صورت مجزا طراحی و ساخته شد و سپس آزمایش­ های اولیه انجام شد. در مرحله بعد همه دستگاه­ ها به هم متصل شده و سامانه SMPS را تشکیل دادند. در این سامانه، ذره ­های نمونه نخست توسط اتمایزر اسپری شد سپس رطوبت آن ­ها توسط خشک کن نفوذی حذف شد و ذره­ های آئروسل اتمیزه شده به درون خنثی­ ساز بار ذره ­ها جریان یافت. ذره­ های آئروسل در زمان عبور از خنثی­ ساز، توزیع بار مشخصی پیدا کردند. سپس جریان آئروسل در یک ولتاژ انتخابی به وسیله DMA جداسازی شده تا ذره­ ها با اندازه مشخص استخراج شود. ذره­ های خروجی از DMA به سمت ذره­ شمار تراکمی هدایت شدند تا به صورت تک تک شمارش شوند و توزیع اندازه ذره­ ها به صورت تعداد بر حسب قطر آن­ ها ترسیم شود. برسنجی SMPS به­وسیله ذره ­های تک اندازه 100 نانومتری انجام شد.این روش مستقل از ضریب شکست ذره­ ها و مایع حلال می باشد و از دقت اندازه گیری و تکرارپذیری بالایی برخوردار می باشد. تفکیک پذیری بالای داده ها تا 250 کانال، بازه ­ی گسترده اندازه (از nm1 تا nm1000)،اندازه­ گیری سریع (توزیع اندازه کامل در 10 دقیقه) و بازه­ ی غلظت گسترده از 1 تا3/cm ذره 107 از جمله برتری­ های این دستگاه نسبت به سامانه­ های موجود می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hinds W.C., “Aerosol Technology”, John Wiley & Sons, New York, (1999).

[2] Colbeck I.; “Physical and Chemical Properties of Aerosols”, Chapman & Hall; Cholester – UK, (1998).

[3] Keady P.B., F.R. Quant, Sem G.J., “Differential Mobility Particle Sizer: A New Instrument for High-Resolution Aerosol Size Distribution Measurement Below 1 μm”, TSI Incorporated, St. Paul, MN, (1983).

[4] Liu B.Y.H., Lee K.W., An Aerosol Generator of High Stability, Am. Ind. Hyg. Assoc. J., 36: 861–865 (1975).

[5] Alofs D.J., Balakumar P., Inversion to Obtain Aerosol Size Distributions From Measurements with a Differential Mobility Analyzer, L Aerosol Sci, 13(6): 513-527 (1982).

[6] Intra P. Tippayawong N., An Overview of Differential Mobility Analyzers for Size Classification of Nanometer-Sized Aerosol Particles, Songklanakarin J. Sci. Technol., 30(2): 243-256 (2008).

[7] Chen D.R., Pui D.Y.H., Numerical Modeling of the Performance of Differential Mobility Analyzers for Nanometer Aerosol Measurement, Journal of Aerosol Science, 28(6): 985-1004 (1997).

[8] Stommel Y.G., Riebel U., A Corona-Discharge-Based Aerosol Neutralizer Designed for Use with the SMPS-System, Journal of Electrostatics, 63: 917–921 (2005).

[9] Romay F.J., Liu B.Y.H., Pui D.Y.H., A Sonic Jet Corona Ionizer for Electrostatic Discharge and Aerosol Neutralization, Aerosol Sci. Technol., 20: 31-41 (1994).

[10] Adachi M., Pui D.Y.H., Liu B.Y.H., Aerosol Charge Neutralization by a Corona Ionizer, Aerosol Sci. Technol., 18: 48-58 (1993).

[11] Agarwal J.K., Sem G.J., Continuous Flow Single-Particle-Counting Condensation Nucleus Counter, J. Aerosol Sci., 11: 343-357 (1980).

[12] Marti J.J., Weber R.J., Saros M.T., Vasilou J.G., McMurry P.H., Modification of the TSI 3025 Condensation Particle Counter for Pulse Height Analysis, Aerosol Sci. Technol., 25: 214-218 (1996).