מונה חלקיקים באוויר

מונה חלקיקים באוויר

מונה חלקיקים באוויר הוא מכשיר מדידה מתקדם המשמש לזיהוי, ספירה ואפיון של חלקיקים הנמצאים באוויר. מערכות אלה מיועדות למדידות של אירוסולים וחלקיקים זעירים במגוון רחב של יישומים, בהם מחקר סביבתי, איכות אוויר, מחקר אטמוספרי, תעשייה, חדרים נקיים, בריאות תעסוקתית, מחקר ננו-חלקיקים ובקרת תהליכים.

בקטגוריית מונה חלקיקים באוויר ניתן למצוא מגוון מערכות מקצועיות למדידת ריכוז מספרי של חלקיקים, כולל מוני חלקיקים מבוססי עיבוי מסוג CPC ו-CNC, המתאימים למדידה של חלקיקים קטנים מאוד שאינם ניתנים לזיהוי ישיר באמצעות שיטות אופטיות רגילות.

המכשירים בקטגוריה מתאימים למעבדות מחקר, אוניברסיטאות, מכוני מחקר, חברות תעשייתיות, גופי ניטור סביבתי, מעבדות כיול, יצרני ציוד ומערכות בקרת איכות.

מהו מונה חלקיקים באוויר?

מונה חלקיקים באוויר מודד את מספר החלקיקים המצויים בנפח מוגדר של אוויר. בניגוד למכשירים המודדים רק ריכוז מסה, מונה חלקיקים מספק מידע על Particle Number Concentration, כלומר מספר החלקיקים ליחידת נפח.

מדידה זו חשובה במיוחד כאשר מדובר בחלקיקים זעירים מאוד, מכיוון שכמות גדולה של חלקיקים קטנים עשויה להיות בעלת מסה כוללת נמוכה, אך עדיין להיות משמעותית מבחינה סביבתית, תעשייתית או מחקרית.

מונה חלקיקים מסוג CPC

אחת הטכנולוגיות המרכזיות בתחום היא Condensation Particle Counter, או בקיצור CPC.

מוני CPC מיועדים למדידת חלקיקים זעירים מאוד. עקרון הפעולה מבוסס על הגדלת החלקיקים באמצעות תהליך עיבוי. החלקיקים הקטנים משמשים כגרעיני עיבוי, גדלים לגודל שניתן לזהות אופטית ולאחר מכן נספרים באמצעות מערכת חישה.

שיטה זו מאפשרת למדוד חלקיקים קטנים בהרבה מאלה שניתן לספור ישירות באמצעות מונה חלקיקים אופטי רגיל.

בקטגוריה מופיעים דגמים כגון:

• CPC3007
• CPC3772
• CPC3775
• CPC3783
• CPC3787
• CPC3788
• EEPS/CPC ומערכות נוספות למדידת חלקיקים ואירוסולים

הדגמים השונים מותאמים לטווחי גודל, ריכוזי חלקיקים, ספיקות ויישומים שונים.

מדידת ננו-חלקיקים באוויר

אחד היישומים החשובים ביותר של מוני חלקיקים מסוג CPC הוא מדידת ננו-חלקיקים וחלקיקים אולטרה-דקים.

חלקיקים בגודל ננומטרי יכולים להיווצר מתהליכים רבים, כגון בעירה, מנועים, תהליכים תעשייתיים, ריתוך, מחקר חומרים, ייצור ננו-חומרים ותהליכים כימיים.

מכיוון שחלקיקים אלה קטנים מאוד, מכשירי מדידה רגילים אינם תמיד מסוגלים לזהות אותם בצורה ישירה. מערכות CPC מאפשרות לספור אותם לאחר הגדלתם באמצעות עיבוי.

היכולת למדוד ריכוז מספרי של ננו-חלקיקים חשובה במיוחד במחקר אירוסולים, מדעי האטמוספרה, מחקרי פליטות, תעשייה ומחקר בריאותי וסביבתי.

מדידת ריכוז חלקיקים באוויר

מונה חלקיקים מספק נתון מרכזי: מספר החלקיקים ביחידת נפח.

המדידה יכולה לשמש לצורך:

• ניטור רמות חלקיקים בזמן אמת
• זיהוי מקורות פליטה
• השוואה בין אזורים שונים
• ניטור תהליכים תעשייתיים
• הערכת יעילות מערכות סינון
• מחקר של ננו-חלקיקים
• בדיקת שינויים לאורך זמן
• מחקר סביבתי ואטמוספרי
• בקרת איכות בתהליכי ייצור
• מחקר אירוסולים

כאשר משלבים מונה חלקיקים עם מערכות נוספות למדידת גודל חלקיקים, ניתן לקבל מידע מעמיק יותר על התפלגות הגדלים והרכב אוכלוסיית החלקיקים באוויר.

מה ההבדל בין מונה חלקיקים לבין מד חלקיקים?

המונחים לעיתים משמשים בצורה דומה, אך בפועל יכולים להתייחס למכשירים שונים.

מונה חלקיקים מתמקד בדרך כלל בספירת מספר החלקיקים הנמצאים באוויר.

מד חלקיקים או Aerosol Monitor עשוי למדוד ריכוז מסה, כגון PM1, PM2.5 ו-PM10.

Particle Size Analyzer מיועד למדידת התפלגות גודל החלקיקים.

לכן חשוב להגדיר מראש מה רוצים למדוד: מספר חלקיקים, מסה, גודל, התפלגות גדלים או שילוב בין הפרמטרים.

מונה חלקיקים אופטי לעומת מונה חלקיקים מסוג CPC

מונה חלקיקים אופטי מזהה חלקיקים באמצעות פיזור אור. כאשר חלקיק עובר דרך אזור המדידה, הוא מפזר אור, והמערכת מזהה ומסווגת אותו.

לעומת זאת, מונה CPC מיועד גם לחלקיקים קטנים מאוד. המכשיר מגדיל תחילה את החלקיקים באמצעות עיבוי ולאחר מכן סופר אותם באמצעות מערכת אופטית.

לכן מערכות CPC מתאימות במיוחד למחקר שבו יש צורך למדוד חלקיקים אולטרה-דקים וננו-חלקיקים.

יישומים של מוני חלקיקים באוויר

מוני חלקיקים משמשים במגוון רחב של תחומים.

מחקר אירוסולים

במחקר אירוסולים יש צורך למדוד כיצד חלקיקים נוצרים, משתנים ומתפזרים באוויר. מוני CPC הם כלי מרכזי במחקרים אלה, במיוחד כאשר מדובר בחלקיקים בטווח הננומטרי.

מחקר אטמוספרי

חלקיקים אטמוספריים משפיעים על תהליכים סביבתיים ואקלימיים. מדידת ריכוז מספרי של חלקיקים מאפשרת לחוקרים לעקוב אחר תהליכי היווצרות חלקיקים חדשים, זיהום אוויר ומקורות פליטה.

תעשייה

בתהליכים תעשייתיים ניתן להשתמש במוני חלקיקים לצורך ניטור פליטות, בקרת איכות, בדיקת מערכות סינון ומעקב אחר חלקיקים הנוצרים בתהליך.

בריאות תעסוקתית

בסביבות עבודה מסוימות עלולים להיווצר חלקיקים זעירים כתוצאה מריתוך, חיתוך, טחינה, שריפה או עבודה עם חומרים ננומטריים.

מונה חלקיקים מאפשר לזהות שינויים ברמות החלקיקים ולהשוות בין מצבי עבודה שונים.

בדיקת מערכות סינון

ניתן להשתמש במונה חלקיקים למדידת ריכוז החלקיקים לפני ואחרי מסנן. השוואת הנתונים מאפשרת להעריך את ביצועי מערכת הסינון.

מחקר פליטות מכלי רכב ומנועים

מערכות CPC נפוצות גם במחקר מנועים, בעירה ופליטות. הן מאפשרות למדוד את מספר החלקיקים הנוצרים בתהליך ולהשוות בין סוגי דלק, טכנולוגיות מנוע ומערכות הפחתת פליטות.

מונה חלקיקים נייד

בחלק מהיישומים נדרש לבצע מדידות בשטח ולא רק במעבדה.

מונה חלקיקים נייד מאפשר לבצע:

• מדידות סביבתיות
• ניטור במפעלים
• בדיקות באתרי עבודה
• השוואה בין אזורים
• איתור מקורות פליטה
• מדידות זמניות
• מחקרי שטח

דגם כמו CPC3007 מיועד ליישומים ניידים ומאפשר לבצע מדידות של ריכוז חלקיקים במקומות שבהם נדרש פתרון קומפקטי ונוח להעברה.

כיצד לבחור מונה חלקיקים באוויר?

בחירת המכשיר המתאים תלויה במספר פרמטרים מרכזיים.

ראשית יש להגדיר את גודל החלקיקים המינימלי שרוצים למדוד. אם מדובר בננו-חלקיקים או חלקיקים אולטרה-דקים, ייתכן שנדרש CPC.

יש לבדוק גם את טווח הריכוזים הצפוי. בחלק מהיישומים קיימים ריכוזי חלקיקים נמוכים מאוד, ובאחרים ריכוזים גבוהים משמעותית.

פרמטרים נוספים שיש לקחת בחשבון כוללים:

• טווח גודל החלקיקים
• טווח ריכוז החלקיקים
• קצב דגימה
• זמן תגובה
• ניידות
• יכולת רישום נתונים
• אפשרויות חיבור למחשב
• תנאי הסביבה
• סוג הנוזל או טכנולוגיית העיבוי
• התאמה למערכת מדידה קיימת
• דרישות כיול ותחזוקה

מה ההבדל בין CPC לדגמים שונים של מוני חלקיקים?

לא כל מוני ה-CPC מיועדים לאותו יישום.

דגמים שונים יכולים להשתנות בגודל החלקיקים המינימלי שניתן לזהות, בטווח הריכוזים, בקצב הזרימה, במהירות התגובה ובאפשרויות החיבור למערכות אחרות.

לדוגמה, מערכת המיועדת למחקר מעבדתי מתקדם עשויה לדרוש רגישות גבוהה במיוחד, בעוד שבדיקת שטח עשויה להעדיף מכשיר נייד וקומפקטי.

לכן בחירת הדגם צריכה להתבצע בהתאם למטרת המדידה ולא רק לפי טווח המדידה הכללי.

פתרונות מקצועיים לספירת חלקיקים באוויר

מטאו-טק מציעה מגוון פתרונות מקצועיים בתחום מדידת חלקיקים, ספירת חלקיקים באוויר, ננו-חלקיקים ואירוסולים, כולל מערכות CPC ומוני חלקיקים מתקדמים.

המכשירים מתאימים ליישומים בתחומי מחקר אירוסולים, איכות אוויר, מדעי הסביבה, תעשייה, ניטור פליטות, בריאות תעסוקתית ומחקר אטמוספרי.

בחירת מערכת מתאימה מאפשרת למדוד בצורה מדויקת יותר את ריכוז החלקיקים, לזהות שינויים בזמן אמת, להשוות בין תנאים שונים ולקבל נתונים אמינים לצורכי מחקר, פיתוח ובקרת איכות.