Посмотреть спектрометры серии SMPS других моделей
Спектрометры серии SMPS производства TSI широко используются в качестве эталона для определения распределения по размерам частиц аэрозоля диаметром менее 1 мкм. С применением дополнительно расширителя «нано» модели 3757 и анализатора дифференциальной подвижности модели 3086 (1 nm-DMA) нижний предел измерений для спектрометра SMPS удалось снизить с 2,5 до 1 нм.
Особенности
Следующие особенности имеются для спектрометра SMPS, состоящего из электростатического классификатора 3082, 1 нм DMA модели 3086, расширителя 3757 и конденсационного счетчика 3772:
- распределение частиц по размеру с высоким разрешением;
- 64 канала на декаду;
- >109 каналов между 1 и 50 нм;
- дизайн компонентов с максимальной гибкостью;
- широкий диапазон размеров от 1 нм до 50 нм;
- возможность измерять более 3 декад по размеру от 1 нм до 1 мкм с использованием дополнительно анализатора 3081A Long DMA (модель 3938EL77);
- оптимизация системной интеграции и минимальные диффузионные потери;
- унифицированная система управления с помощью программного обеспечения Aerosol Instrument Manager (AIM);
- дискретное измерение частиц: хорошо работает для многомодальных проб.
Область применения
- изучение материалов;
- исследование атмосферы и климата;
- фундаментальные исследования аэрозолей;
- изучение зарождения ядер и роста частиц;
- исследование процессов горения и выбросов двигателей;
- тестирование фильтров и воздухоочистителей;
- изучение влияния частиц на здоровье человека;
Расширитель модели 3757
Расширитель модели 3757 позволяет исследователям измерять счетную концентрацию и размер (если интегрирован в спектрометр SMPS) частиц аэрозолей от 1 нм с высоким разрешением и скоростью. Он идеален для различных применений и дает исследователям возможность изучать переход между газом и частицами, контролировать синтез наночастиц, формирование и рост частиц, кинетику реакций и многое другое. Модель 3757 совместно с анализатором дифференциальной подвижности модели 3086 оптимизированы под минимальные диффузионные потери, могут быть интегрированы в спектрометр SMPS с возможностью измерения размера частиц от 1 до 50 нм, а при использовании дополнительно анализатора дифференциальной подвижности 3081А – от 1нм до 1 мкм.
Особенности и преимущества
- чувствительность до 1 нм;
- рабочая жидкость – диэтиленгликоль (DEG);
- оптимизирован для использования с существующими спектрометрами SMPS фирмы TSI;
- высокий расход пробы на входе для минимизации диффузионных потерь;
- 300,000 частиц/см3 с коррекцией совпадений (при использовании с конденсационным счетчиком модели 3772).
Принцип работы
Физические свойства рабочей жидкости в обычных конденсационных счетчиках (спирт или вода) ограничивают нижний предел детектирования (D50) до 2,5 нм. При использовании диэтиленгликоля (DEG) в качестве рабочей жидкости в расширителе модели 3757 инициируется процесс конденсации на частицах размерам от 1 нм (геометрический диаметр 1.1 нм, диаметр электрической подвижности – 1.4 нм). В расширителе 3757 проба аэрозоля постоянно прокачивается через нагретый сатуратор, в котором DEG испаряется и диффундирует в поток пробы. Аэрозоль и пар DEG проходят через охлажденный конденсор, где пар перенасыщается, что приводит к конденсации на частицах в потоке пробы. Так как DEG конденсируется на частицах, они начинают расти в размерах. Расширитель спроектирован таким образом, чтобы предотвратить гомогенный процесс образования ядер конденсации рабочей жидкости, поддерживая уровень ложного счета ниже 0,01 частиц/см3 при 12-часовом усреднении.
Использование DEG в качестве рабочей жидкости позволяет инициировать рост частиц с исходным размером до 1 нм, но при этом ограничивается также максимальный размер, до которого эти частицы могут вырасти. При прохождении через расширитель частицы вырастают до такого размера, который все еще не может быть продетектирован оптическим методом, но при этом этот размер достаточен для регистрации частиц обычными конденсационными счетчиками. Частицы, увеличенные за счет DEG, выводятся из расширителя в конденсационный счетчик 3772 на базе бутанола, в котором реализуется еще одна стадия насыщения и конденсации для дальнейшего роста частиц до размера, достаточного для детектирования оптикой и подсчета с помощью оптической системы на базе лазера.
Счетная эффективность модели 3757, отрицательно заряженные частицы NaCl
Диаметр частиц, нм (электрическая подвижность) для модели 3757 в паре с СРС 3772
Расширитель оптимизирован для работы в паре с конденсационным счетчиком 3772 для создания системы СРС 1 нм.
Технические характеристики
| Диапазон размеров частиц |
| Нижний предел детектирования частиц (D50): |
1.4 нм (диаметр электрической подвижности, 1,1 нм геометрический диаметр), проверено на частицах NaCl |
| Поток |
| Расход аэрозоля |
2.5 л/мин расход аэрозоля на выходе 1.0 л/мин |
| Расход для транспортировки |
1.5 л/мин |
| Источник |
Внешний вакуум |
| Управление потоком |
Контроль объемного расхода через внутренние критические отверстия в транспортном поток. Расход аэрозоля контролируется счетчиком 3772 |
| Среда аэрозоля |
Рекомендуется для использования в воздухе; безопасен для использования в инертных газах, таких, как азот, аргон, гелий (рабочая спецификация предоставлена для воздуха). |
| Жидкость для конденсации |
| Рабочая жидкость |
Диэтиленгликоль (DEG, ≥99%) |
| Система наполнения |
Электронный сенсор уровня инициирует автоматическое наполнение по мере необходимости, требуется подключение к емкости наполнения |
| Удаление воды |
Воздух обдува осушается с использованием сепаратора воды и сухого перезаполняемого осушителя |
| Коммуникации |
| Протокол |
Набор команд на базе параметров ASCII |
| Интерфейсы |
RS-232 9-пин, разъем D-sub |
| Физические параметры |
| Передняя панель |
LCD TFT QVGA (320×240 пикселей) 5.7-дюймов – цветной дисплей, вход пробы, кнопка управления с вращением и выбором |
| Задняя панель |
Разъем питания, 9-pin D-sub последовательный порт, вентилятор, разъем DEG, разъем слива, порт насоса и сброса, заполняемая бутыль с хомутом, разъемы подключения сухого осушителя и хомут. |
| Боковая панель |
окно для контроля уровня DEG |
| Габариты (в х ш х д) |
30 × 28,2 × 32,5 см, не включая поддон и бутыль для заполнения |
| Масса |
9.1 кг |
Конденсационный счетчик 3772 в комплекте с расширителем 3757.
Технические характеристики
| Диапазон размеров частиц |
Нижний предел детектирования частиц (D50): 1.4 нм (диаметр электрической подвижности, 1,1 нм геометрический диаметр), проверено на частицах NaCl |
| Диапазон концентрации частиц |
0 - 3x105 частиц/см3, подсчет отдельных частиц с непрерывной коррекцией совпадений |
| Погрешность измерения концентрации частиц |
±10% для <1.65x105 частиц/см3
±15% для 3x105 частиц/см3 |
| Время отклика |
<4сек для скачкообразного изменения концентрации на 95 %. |
| Фоновый счет |
<0.01 частиц/см3 при усреднении 12 часов |
Анализатор дифференциальной подвижности 1 нм DMA модели 3086.
Разработан для использования с электростатическим классификатором модели 3082. Особенностями являются оптимизированный канал аэрозоля для уменьшения диффузионных потерь и улучшенное разрешение по размеру частиц в диапазоне от 1 до 50 нм.
Технические характеристики.
| Диапазон размеров частиц |
1 – 50 нм |
| Разрешение |
R=4.7 при 1.47 нм |
| Диапазон расхода (потоки обеспечиваются классификатором 3082 и/или внешним источником) |
| Расход аэрозоля |
0.1 - 2.5 л/мин |
| Расход обдува |
2 - 25 л/мин |
| Расход байпасного потока |
0 - 12 л/мин |
Спектрометр SMPS модели 3938Е поставляется с одним анализатором DMA модели 3086 (система в целом имеет наименование SMPS модели 3938Е77) или с двумя анализаторами DMA моделей 3086 и 3081А (система в целом имеет наименование SMPS модели 3938ЕL77). В комплект поставки должен быть включен нейтрализатор модели 3088, а также источник воздуха модели 3032-EU.
