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气溶胶(Aerosol)是固体或液体微粒悬浮于气体介质中所形成的系统,气溶胶粒子的大小是决定气溶胶行为的最重要参数。粒子的沉降、扩散、蒸发、凝并、对光的散射等等都与粒子大小有关。我们日常所见到的雾、霾、灰尘等都属于气溶胶,气溶胶除了对我们的生活造成不便之外,还可被广泛应用于各种科学研究中,包括过滤材料对气体中粒子的过滤效率的检测,有害气溶胶对人体危害程度的研究等等,由于粒径大小对于气溶胶的行为影响最为关键,因此,在使用气溶胶过程中,对于粒径大小的检测尤为重要,本研究通过使用Winner311XP型激光粒度仪,在开放空间内(避免气溶胶相互凝并)直接检测,读取气溶胶粒径,为后续的研究工作提供了准确的数据支持。 目前,在使用气溶胶检测空气过滤材料过滤效率的相关标准中,最常用到的是邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或与之类似的油性介质(如DOS、DEHP、玉米油等),在一定的压力和特制喷嘴作用下,通入压缩空气,在液体内部产生气泡,气泡上升至液体表面时破裂产生大量气溶胶,将气溶胶通入过滤材料上表面,并在风力作用下穿过过滤材料,对比过滤材料上表面和下表面的气溶胶浓度,即可计算得出过滤效率。除此之外,经常用到的气溶胶介质还有NaCl,将NaCl盐溶液在压力作用下产生气溶胶,并经干燥、除静电后作为检测用气溶胶进行测试。 青岛众瑞智能仪器有限公司专业研发、生产气溶胶发生仪器,用于高效过滤器、口罩等过滤材料的检测,在研制过程中,产生的气溶胶粒径作为最重要的指标之一,一直无法有效确认,由于相关标准规定测试气溶胶的粒径大多为0.3μm~1.0μm之间,属于亚微米级别,国外仪器价格昂贵,国内产品又难以检测亚微米气溶胶粒径,经过反复比较测试,济南微钠颗粒股份有限公司研制的Winner311XP型激光粒度仪检测范围可覆盖 0.1μm~100μm范围,有效检测亚微米级别的气溶胶粒径。现将检测结果报告如下。1仪器与方法1.1仪器与材料:ZR-1300型气溶胶发生器(青岛众瑞智能,油性气溶胶发生器);Winner311XP型激光粒度仪(济南微钠颗粒仪器0.1μm~100μm);PAO-4(聚α烯烃);2%NaCl水溶液。http://club.chem17.com/Services/ForumAttachment.ashx?AttachmentID=20040图一 Winner311XP(青岛众瑞实验室)1.2测试方法:1.2.1 PAO气溶胶粒径检测方法a)打开Winner311XP开机预热,使用标准粒子进行校准;b)将 1LPAO-4油注入 ZR-1300型气溶胶发生器油箱中,接通电源,打开气溶胶发生器开关,调节喷雾压力到合适范围,输出 PAO气溶胶;c)将气溶胶输入到 Winner311XP检测光路通道中,待稳定后,开始采集读数;d)采集读数结束后,形成检测报告。1.2.2 NaCl气溶胶粒径检测方法a)打开 Winner311XP开机预热,使用标准粒子进行校准;b)配制 2%NaCl水溶液,加入到 ZR-1300型气溶胶发生器油箱中,接通电源,打开气溶胶发生器开关,调节喷雾压力到合适范围,输出含水 NaCl气溶胶;c)将含水 NaCl气溶胶通入干燥器中,加热干燥,形成的干燥气溶胶通过除静电装置后,输出测试用 NaCl气溶胶;d)将 NaCl气溶胶输入到 Winner311XP检测光路通道中,待稳定后,开始采集读数;e)采集读数结束后,形成检测报告。2检测结果2.1 PAO气溶胶粒径检测结果 在同一测试条件(包括喷雾压力、喷嘴数量)下,多次反复测试 PAO-4气溶胶粒径,得出检测数据基本一致,Winner311XP仪器测试稳定性好,结果保持了较高的一致性,PAO气溶胶检测结果如图二所示;2.2 NaCl气溶胶粒径检测结果 NaCl气溶胶的检测结果随实验条件变化影响较大,包括盐溶液浓度、喷雾压力等都对粒径的大小有一定影响,可根据标准中对粒径的要求,通过改变实验条件,逐步探寻最佳的喷雾参数,为仪器研发提供很好的数据支持, NaCl气溶胶检测结果如下图所示。http://club.chem17.com/Services/ForumAttachment.ashx?AttachmentID=20039图一PAO气溶胶检测结果 图二NaCl气溶胶检测结果3.Winner311XP在气溶胶检测方面的应用分析 Winner311XP作为一款专业检测气溶胶粒径的高精度分析仪器,检测范围0.1μm~100μm,覆盖了整个常见气溶胶粒径范围,可广泛应用于环境监测、洁净环境检测、科学研究等领域。 环境监测方面,目前全国各地环境监测站普遍将 PM10(空气动力学粒径小于 10μm)及 PM2.5(空气动力学粒径小于 2.5μm)颗粒物检测作为重点,每小时向公众报告检测数据,PM10和PM2.5的粒径选择是通过标准切割器完成的,各种不同流量(包括小流量 16.7L/min、中流量 100L/min、大流量 1.05m /min)的切割器,质量良莠不齐,经过切割的颗粒物粒径是否符合标准规定有待检测,使用Winner311XP可有效解决这个问题,之前国内仅有少量几家国家级检测机构具备测试切割器准确性的能力,如果各地环境监测机构均实现对切割器的切割准确性检测,对于提高我们国家的 PM10、PM2.5检测数据准确性有很大作用。洁净环境检测方面,在高效过滤器检测、药厂洁净厂房检测、生物安全柜等洁净设备检测的应用上,过去对于使用的气溶胶粒径无明确要求,有的采用ISO标准,有的采用美国标准,还有的国内标准允许使用大气自然尘作为气溶胶来源,这些都无法保证检测数据的准确性,随着新的检测标准的推行,对气溶胶粒径提出了明确的要求,这样在检测过程中,检测单位必须要使气溶胶的粒径符合标准的规定,Winner311XP可以很好的满足高效过滤器检测过程中常用的亚微米级别的气溶胶粒径检测需要。 在科学研究方面,生物气溶胶、粉尘气溶胶等特定物质形成的气溶胶特性研究方面,由于粒径是影响其特性的最关键指标,粒径大小的准确测定对于研究其空气动力学特性、对人体的危害程度等都具有非常重要的作用。4结论 Winner311XP激光粒度仪在我们的仪器研制过程中,为产品性能提升、输出气溶胶粒径控制等关键技术突破提供了准确的数据支持,仪器运行稳定、检测数据准确度高、重复性好,产品品质值得信赖。
今天跟某友交谈,原来知道禾信做TOF-MS,但没成想他居然出了能测气溶胶粒径与重金属离子的质谱仪!好牛啊!但台表真有那么神吗?各抒己见!
[font=宋体][color=#333333][back=white]TSI 3340型激光气溶胶粒[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333]径[back=white]谱仪故障排查及维护保养[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]1.前言[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]TSI 3340型激光气溶胶粒[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333]径[back=white]谱仪是一种光学光谱仪,可以很方便的测量[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]0.09 μm(90 nm) -7.5 μm粒径范围的粒径分布,并具有超高灵敏度/高分辨率以及易用性。仪器具有100倍可设置粒径通道,仪器开机可在不到一秒钟的时间内完成完整的粒径分布测量。[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]2.技术参数要求[/back][/color][/font] [table][tr][td] [font=宋体][color=#333333][back=white]参数[/back][/color][/font] [/td][td] [font=宋体][color=#333333][back=white]要求范围[/back][/color][/font] [/td][/tr][tr][td] [font=宋体][color=#333333][back=white]Sample Flow[/back][/color][/font] [/td][td] [font=宋体][color=#333333][back=white]50mL/min±5%[/back][/color][/font] [/td][/tr][tr][td] [font=宋体][color=#333333][back=white]Sheath[/back][/color][/font] [/td][td] [font=宋体][color=#333333][back=white]≥[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]650ml/min[/back][/color][/font] [/td][/tr][tr][td] [font=宋体][color=#333333][back=white]Reference[/back][/color][/font] [/td][td] [font=宋体][color=#333333][back=white]1.0-2.2[/back][/color][/font] [/td][/tr][tr][td] [font=宋体][color=#333333]粒径精度[/color][/font] [/td][td] [font=宋体][color=#333333]0.1微米粒子≤2.5%[/color][/font] [/td][/tr][tr][td] [font=宋体][color=#333333]粒子浓度范围[/color][/font] [/td][td] [font=宋体][color=#333333]18000个/cm3,采样流量10毫升/分钟;[/color][/font][font=宋体][color=#333333]3600个/cm3,采样流量50毫升/分钟;[/color][/font][font=宋体][color=#333333]1800个/cm3,采样流量95毫升/分钟;[/color][/font] [/td][/tr][/table][font=宋体][color=#333333][back=white]3.环境要求[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]3.1该粒子计数器所存放的室内环境温湿度变化不可太大,温度(23±2)℃。[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]3.2 设备周围无强烈振动源。[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]4.故障分析及维护保养过程[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]4.1记周末后第一天上班,启动TSI3340型激光气溶胶粒[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333]径[back=white]谱仪,预热运行半小时,保护气流量在范围内,发现激光值在[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]0.7-0.8之间跳动,无法满足测试条件要求。[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]4.2由于TSI3340型激光气溶胶粒[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333]径[back=white]谱仪是高精密度仪器,首先排查外部环境影响因素,于是立刻对仪器外部所有导管进行更换,避免实验员操作时未按实际维护保养计划更换粒径导管导致的错误。经过一番更换重新再启动[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]TSI3340。预热一小时后激光值依然在0.7-0.8之间跳动。外部处理解决不了问题,只能开启拆机模式。拆开机器单元盖板,[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]TSI3340型激光气溶胶粒[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333]径[back=white]谱仪[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white](单设备)[/back][/color][/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110101255406286_6916_2256877_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体][color=#333333][back=white]内部结构如图[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110101254291734_6116_2256877_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]4.3拆开仪器单元盖板,仔细检查发现内部导管有水雾;但是首先还是按照售后工程师指引,[/back][/color][/font][font=宋体]将零计数过滤器连接到进口喷射管上,[color=#333333][back=white]拧开激光光窗上方螺母[/back][/color]观察光窗表面是否有明亮光点,光点即为污染,但有些污染是不会表现为光点的。首先将棉棒用少许色谱纯丙酮湿润,并将多余丙酮液体甩除,注意棉棒状态为湿润不能有液滴;立即用棉棒顺一个方向擦扫光窗表面,尽量在棉棒刚湿润的情况下擦拭,如时间过长,棉棒上的胶融入纤维,可能对表面造成污染;光点消失或监控电压变高代表清洁完成。[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110101257325816_1518_2256877_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110101257557772_157_2256877_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]光窗:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110101259258798_241_2256877_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体][color=#333333][back=white]4.4清洁擦拭后激光值有所上升,依然未达到技术要求参数范围内,所以需对光学器件进行微调,就是旋动六角螺母,试试能否把激光值提升上去。主要考虑到近期周围有施工拆墙震动影响。不同角度微钮激光值有上升变化。达到要求值范围内。[/back][/color][/font][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110101259507530_5888_2256877_3.jpg!w690x920.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110101300190814_9803_2256877_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体][color=#333333][back=white]4.5由于打开单元盖时发现有轻微水雾,虽然暂时不清楚水雾如何产生的,但从设备安全考虑,对内部导管全部更换新的。以及更换内部过滤器,对仪器进行一次彻底的维护保养。水雾如图:[/back][/color][/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110101300538591_8820_2256877_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]5.[/font][font=宋体]注意事项[/font][font=宋体]5.1 在粒子计数器使用时必须把稀释器配套泵打开,以保证有足够数量的粒子进入稀释器。[/font][font=宋体]5.2 空气导入粒子计数器的导管前端必须连接稀释器,一定不能直接暴露在空气中,避免空气中粒子直接进入到粒子计数器中,最终造成粒子计数器损坏。 [/font]