اسکن ذرات متحرک (SMPS )

اصول عملکرد

SMPS دستگاهی است که بر مبنای اصول حرکت یک ذره باردار در یک میدان الکتریکی می باشد. ذرات وارده به سیستم خنثی هستند. ( با استفاده از یک منبع رادیواکتیو) بطوریکه بر روی توزیع متعادل بار متمرکز می شوند. سپس به یک آنالیزور متحرک دیفرانسیلی (DMA) وارد شده که در آن آئروسل با توجه به تحرک الکتریکی طبقه بندی می شوند. تنها ذرات از شکاف خروجی خارج می شود. این توزیع monodisperse نام دارد. پس از آن غلظت ذرات توسط پارتیکل کانتر Condensation تعیین می شود. DMA  از یک میله استوانه ای که در مرکز آن بار منفی تجمع کرده اند تشکیل می شود. باید به این نکته توجه داشت که این جریان می بایستی باریک باشد. جریان ذرات در لبه خروجی DMA تزریق می شود. ذرات با بار مثبت در طول غلاف جریان پیدا می کنند و به سمت میله مرکزی به حرکت در می آیند. البته باید توجه داشت که این عمل با توجه به میزان حرکت و جریان الکتریکی می باشد.

ذراتی که به آنان حرکت اعمال شده از طریق شکاف نمونه در بالای DMA خارج می شوند, در حالیکه از طریق جریان بازدم خارج می شوند. اندازه ذرات خارج شده از شکاف از طریق سایز ذرات، بار ذرات، ولتاژ میله مرکزی و جریان درونDMA تعیین می شود. ( در مورد SMPS ) اسکن تصاعدی ولتاژ در میله مرکزی، اندازه کامل ذرات ساخته می شود.

برای بدست آوردن اطلاعات بیشتر در مورد SMPS و مشاهده  شماتیک آن می توانید بروشور TSi را مشاهده نمائید.

کاربرد این دستگاه در مرکز علوم جوی

دستگاه SMPS از زمان خرید به بعد می تواند کاربردهای زیادی داشته باشد و استفاده از آن ثابت کرده است که یک دستگاه همه کاره فوق العاده می شود. در حالیکه تا به حال برای مدت چندین سال ما قادر به اندازه گیری توزیع اندازه ذرات معلق در محدوده همان اندازه های SMPS می باشد ولی این دستگاه جدید دارای مزایایی است که دستگاه قدیمی فاقد آنهاست. عمده ترین مزیت آن راحتی در حمل و نقل و کاهش چشمگیر مصرف برق است. این دستگاه نسبت به دستگاه DMPS قادر است طیفی از ذرات معلق به همراه رزولوشن بالای زمانی تولید کند.

SMPS ثابت کرده است که دستگاهی ایده آل و قابل استفاده برای انجام مطالعات و تحقیقات است و در شرایطی که استقرار DMPS امکان پذیر نمی باشد این دستگاه را مستقر می کنند. این دستگاه همچنین برای توزیع ذرات معلق monodisperse  جهت کالیبره کردن و تست کردن سایر دستگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

نتایج نمونه مشابه

SCAR-4 پروژه ای است که در مورد نقل و انتقالات ذرات معلق و اختلاط سایر ذرات در محدوده خیابان های حومه شهر تحقیق می کند. در طول این پروژه SMPS در بالاترین نقطه یک سکوی قابل حمل قرار گرفته بود و در ارتفاعات مختلف خیابان های حومه شهر اندازه گیری را انجام می داد. همانطور که انتظار می رفت غلظت ذرات معلق در قسمت های پایین تر و در ارتفاعات پایین تر بیشتر بود و هرچه ارتفاع بالاتر و بیشتر می شد غلظت ذرات بسیار کمتر می شد (۱۷ متر). در قسمت های بالایی گسترش توزیع بسیار کمتر بود و حاکثر قطر بزرگترین ذرات حدودا چند نانومتر بود. این احتمالا بدلیل اختلاط با هوای بالای پشت بام بود. میانگینی که در طول مدت ۲۴ ساعت گرفته شد نشان می دهد که در ساعات شلوغ روز میزان غلظت ذرات معلق به میزان بسیار زیادی افزایش می یابد.

به هنگام ارزیابی, داده های قابل توجهی بدست آمد که پیامدهای آلودگی شهری بر سلامت انسان را نشان می دهد و اینکه قرار گرفتن در حومه شهر و در معرض آلودگی هوا می تواند سلامتی او را به مخاطره بیاندازد.