RU2680661C2 - Device for measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles and method of measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles - Google Patents

Device for measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles and method of measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles Download PDF

Info

Publication number
RU2680661C2
RU2680661C2 RU2017124315A RU2017124315A RU2680661C2 RU 2680661 C2 RU2680661 C2 RU 2680661C2 RU 2017124315 A RU2017124315 A RU 2017124315A RU 2017124315 A RU2017124315 A RU 2017124315A RU 2680661 C2 RU2680661 C2 RU 2680661C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
aerosol
spectrum
sections
section
Prior art date
Application number
RU2017124315A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017124315A3 (en
RU2017124315A (en
Inventor
Анатолий Максимович Бакланов
Сергей Владимирович Валиулин
Сергей Николаевич Дубцов
Владимир Геннадьевич Митроченко
Петр Петрович Моисеенко
Андрей Александрович Онищук
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Аэрозольные приборы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Аэрозольные приборы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Аэрозольные приборы"
Priority to RU2017124315A priority Critical patent/RU2680661C2/en
Publication of RU2017124315A3 publication Critical patent/RU2017124315A3/ru
Publication of RU2017124315A publication Critical patent/RU2017124315A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680661C2 publication Critical patent/RU2680661C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: metrology.SUBSTANCE: invention relates to the study of the dispersed characteristics of aerosols of different nature and can be used in meteorology, in nanoproduction, to control nano-safety at workplaces, to determine the inhalation dose when using aerosol forms of drug delivery. Claimed device for measuring the spectrum of the size of aerosol particles, which includes a diffusion battery consisting of a series of consecutive sections filled with grids consisting of, for example, from metal or polymer fibers, on which aerosol particles are deposited during the passage of an aerosol stream through a battery, a condensation enlarger of particles, an optical particle counter and a personal computer for controlling the device as a whole, accumulating and processing the obtained data. According to the invention, the number of installed grids in each section of the diffusion battery, except for the first one, is equal to the total number of grids in all previous sections located upstream, which allows calculating the average particle diameter deposited in each section of the battery as described in the mathematical formula. Method of measuring the size spectrum of aerosol particles is implemented by sequentially passing an aerosol stream through the sections of a diffusion battery filled with nets, then through a condensation enlarger of particles, measurement of aerosol concentration by an optical counter and computer data processing. According to the method, using the measured probabilities of particles passing through the battery sections, the average deposition efficiency on the individual fibers of the mesh for the fractions of particles, that is, for particles deposited in the diffusion battery sections, is determined by the formula given in the description. Next, from the magnitude of the deposition efficiency, the average particle diameter of each fraction is determined by the formulas of the fan model of Kirsch-Stechkin-Fuchs filters, the spectrum of particles of each fraction is approximated by any function of monomodal distribution, including the log-normal distribution, Gaussian distribution, then the spectrum of the original aerosol is defined as the sum of the spectra of the fractions.EFFECT: technical result is to simplify the process of measuring the spectrum of the size of aerosol particles and increase accuracy.2 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к исследованию дисперсных характеристик аэрозолей различной природы, и может быть использовано в метеорологии, в нанопроизводстве, для контроля нанобезопасности на рабочих местах, для определения ингаляционной дозы при применении аэрозольных форм доставки лекарственных средств и в других сферах человеческой деятельности.The invention relates to the study of the dispersed characteristics of aerosols of various nature, and can be used in meteorology, in nanotechnology, to control nanosafety in the workplace, to determine the inhalation dose when using aerosol forms of drug delivery and in other areas of human activity.

В последние десятилетия в различных областях науки, технике и других видов деятельности значительно возросла потребность в измерении спектров размеров аэрозольных частиц. К таким областям относятся контроль качества окружающего воздуха [1-4], аэрозольные формы доставки лекарственных средств [5, 6], нанотехнологии [7], контроль содержания аэрозольных частиц в воздухе рабочих помещений [8-10] и др.In recent decades, in various fields of science, technology and other activities, the need for measuring the size spectra of aerosol particles has grown significantly. Such areas include ambient air quality control [1-4], aerosol forms of drug delivery [5, 6], nanotechnology [7], control of aerosol particles in the air of workrooms [8-10], etc.

Аэрозольные измерения можно разделить на две категории. Первая категория предполагает отбор образцов с последующим лабораторным анализом (оптическая, силовая, электронная микроскопия [11-13], импакторы [11, 14, 15] и др.). Методы второй категории позволяют получить результаты практически в реальном времени (светорассеяние, аэродинамические спектрометры, методы, основанные на диффузионной сепарации и измерении подвижности в электрическом поле [16, 17]).Aerosol measurements can be divided into two categories. The first category involves sampling followed by laboratory analysis (optical, power, electron microscopy [11-13], impactors [11, 14, 15], etc.). The methods of the second category allow obtaining results in almost real time (light scattering, aerodynamic spectrometers, methods based on diffusion separation and measuring mobility in an electric field [16, 17]).

Среди методов второй категории получили большое распространение анализаторы дифференциальной подвижности [18]. Слабыми сторонами данной методики являются сложность использования в полевых измерениях, высокая цена и необходимость в электрической зарядке частиц. Другим хорошо известным методом измерения спектра размеров аэрозольных частиц, свободным от вышеперечисленных недостатков, является сепарация с помощью диффузионной батареи (ДБ). Диффузионные батареи имеют простую конструкцию и хорошо подходят для использования в полевых измерениях [19], в лабораторных экспериментах [20-22] и для контроля уровня аэрозольной загрязненности на рабочих местах [23, 24]. В данном методе используется зависимость коэффициента осаждения в секциях диффузионной батареи от размера частиц. Чаще всего диффузионные батареи выполнены в виде последовательных секций, заполненных набором капилляров (параллельных аэрозольному протоку) или набором плоских сеток (перпендикулярных потоку). По мере движения аэрозольного потока через батарею, частицы осаждаются на внутренней поверхности капилляров или на поверхности волокон, из которых состоят сетки.Among the methods of the second category, differential mobility analyzers are widely used [18]. The weaknesses of this technique are the complexity of use in field measurements, the high price and the need for electric charging of particles. Another well-known method for measuring the size spectrum of aerosol particles, free from the above disadvantages, is separation using a diffusion battery (DB). Diffusion batteries have a simple design and are well suited for use in field measurements [19], in laboratory experiments [20-22] and for monitoring the level of aerosol pollution at workplaces [23, 24]. This method uses the dependence of the deposition coefficient in sections of a diffusion battery on the particle size. Most often, diffusion batteries are made in the form of successive sections filled with a set of capillaries (parallel to the aerosol duct) or a set of flat grids (perpendicular to the flow). As the aerosol stream moves through the battery, particles are deposited on the inner surface of the capillaries or on the surface of the fibers that make up the mesh.

После опубликования работ [25, 26] диффузионные батареи сетчатого типа стали наиболее популярны. Батареи этого типа просты в изготовлении и компактны. Сетки в случае необходимости легко заменяемы. Число сеток в секции прогрессивно нарастает с увеличением последовательного номера i секции. В ходе работы батареи измеряется счетная концентрация Сi частиц ниже по потоку после каждой секции. Эти концентрации дают вероятность gi прохождения частиц через последовательности секций ("проскоки"), где gi есть отношение счетной концентрации Сi к концентрации С0 на входе в диффузионную батарею. Полученные проскоки, в свою очередь, позволяют рассчитать спектр частиц по размерам. Однако функции осаждения частиц в секциях имеют плавную зависимость от размера, т.е. области размеров, в которых происходит осаждение частиц в разных секциях, перекрываются друг с другом. Поэтому, в принципе, бесконечное количество функций распределения частиц по размерам может удовлетворять одному и тому же набору проскоков. Тем не менее, при правильной обработке данных экспериментальных измерений диффузионной батареи можно рассчитать функцию ƒ(D) распределения частиц по диаметрам D близкую к реальному спектру размеров. Заметим, что далее в данном решении будет рассматриваться функция распределения по диаметрам, нормированная на единицу.After the publication of works [25, 26], diffusion mesh batteries became the most popular. This type of battery is easy to manufacture and compact. Grids can be easily replaced if necessary. The number of grids in a section progressively increases with the increase of the sequential number i of the section. During battery operation, a counted concentration C i of particles is measured downstream after each section. These concentrations give the probability g i of the passage of particles through the sequence of sections (“breakthroughs”), where g i is the ratio of the calculated concentration C i to the concentration C 0 at the entrance to the diffusion battery. The resulting breakthroughs, in turn, make it possible to calculate the particle spectrum by size. However, the particle deposition functions in the sections are smoothly dependent on size, i.e. size regions in which particles are deposited in different sections overlap with each other. Therefore, in principle, an infinite number of particle size distribution functions can satisfy the same set of breakthroughs. Nevertheless, with the correct processing of the data of experimental measurements of the diffusion battery, it is possible to calculate the function ƒ (D) of the particle distribution over the diameters D close to the real size spectrum. Note that later in this solution we will consider the diameter distribution function normalized to unity.

Для того чтобы извлечь спектр размеров, необходимо применить математическую процедуру, называемую инверсия. Для этого необходимо решить интегральные уравнения Фредгольма первого рода, которые в идеальном случае выражаются в видеIn order to extract a range of sizes, it is necessary to apply a mathematical procedure called inversion. For this it is necessary to solve the Fredholm integral equations of the first kind, which in the ideal case are expressed as

Figure 00000001
Figure 00000001

где Ki(D) есть ядро диффузионной батареи, т.е. функция, описывающая долю частиц, прошедших через первые i секций, для монодисперсного аэрозоля с диаметром частиц D; а и b - пределы диапазона размеров. Однако экспериментальное измерение проводится с некоторой погрешностью, поэтому уравнение (1) выполняется лишь в пределах экспериментальной точности:where K i (D) is the core of the diffusion battery, i.e. a function that describes the fraction of particles passing through the first i sections for a monodisperse aerosol with a particle diameter D; a and b are the limits of the size range. However, the experimental measurement is carried out with a certain error, therefore, equation (1) is performed only within the experimental accuracy:

Figure 00000002
Figure 00000002

где εi - экспериментальные ошибки. Уравнения (2) представляет собой, так называемую некорректную обратную задачу, которая не может быть решена без привлечения дополнительной информации. Как правило, такие обратные задачи решаются численно. Существуют различные численные подходы для решения уравнения (2), такие как линейные и нелинейные итерационные методы [27-29], метод регуляризации Тихонова [30, 31], метод наименьших квадратов [32], метод максимального ожидания [33], матричный факторный анализ [34], метод максимальной энтропии [35-37] и др. Основными недостатками численных методов являются сложность алгоритма и большие вычислительные затраты.where ε i are experimental errors. Equations (2) is a so-called incorrect inverse problem, which cannot be solved without involving additional information. As a rule, such inverse problems are solved numerically. There are various numerical approaches for solving equation (2), such as linear and nonlinear iterative methods [27-29], Tikhonov’s regularization method [30, 31], least squares method [32], maximum expectation method [33], matrix factor analysis [34], the method of maximum entropy [35-37], etc. The main disadvantages of numerical methods are the complexity of the algorithm and high computational costs.

Наиболее близким к заявленному изобретению, является прибор для измерения спектра аэрозольных частиц и способ измерения спектра размеров аэрозольных частиц, разработанный в Институте химической кинетики и горения СО РАН [38, 39, 41]. Основными элементами этого прибора являются диффузионная батарея, конденсационный укрупнитель частиц до оптически регистрируемого размера, оптический счетчик частиц и блок связи с персональным компьютером для управления и обработки данных. При использовании прибора-прототипа восстановление спектра размеров из экспериментально измеренных проскоков диффузионной батареи осуществляется с помощью численного решения обратной задачи.Closest to the claimed invention is a device for measuring the spectrum of aerosol particles and a method for measuring the size spectrum of aerosol particles developed at the Institute of Chemical Kinetics and Combustion SB RAS [38, 39, 41]. The main elements of this device are a diffusion battery, a condensation enlarger of particles up to an optically detectable size, an optical particle counter and a communication unit with a personal computer for controlling and processing data. When using the prototype device, the restoration of the size spectrum from the experimentally measured slots of the diffusion battery is carried out using a numerical solution of the inverse problem.

К недостаткам метода восстановления спектра, используемого в приборе-прототипе, следует отнести численное решение обратной задачи, т.е. системы интегральных уравнений Фредгольма первого рода (уравнение (2)). Проблема заключается в том, что данная задача является некорректной, что, в частности, проявляется в том, что одному набору проскоков соответствует бесконечное множество решений. Кроме того, малые погрешности измерений могут приводить к огромным ошибкам в решении. Для того, чтобы решить данные проблемы, приходится накладывать ограничения на решение, и, что более важно, применять процедуру выбора конечного решения из большого количества математически возможных решений. В результате, процедура восстановления спектра становится ресурсозатратной, и зачастую получаются недостоверные решения.The disadvantages of the spectrum reconstruction method used in the prototype device include the numerical solution of the inverse problem, i.e. systems of Fredholm integral equations of the first kind (equation (2)). The problem is that this task is incorrect, which, in particular, is manifested in the fact that one set of breakthroughs corresponds to an infinite number of solutions. In addition, small measurement errors can lead to huge errors in the solution. In order to solve these problems, it is necessary to impose restrictions on the solution, and, more importantly, apply the procedure for selecting the final solution from a large number of mathematically possible solutions. As a result, the spectrum restoration procedure becomes resource-consuming, and often unreliable solutions are obtained.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности измерения спектров размеров аэрозольных частиц и упрощение метода расчета. Данное повышение точности достигается реализованной конструкцией диффузионной батареи, позволяющей осуществить такой способ измерения, при котором измеряются спектры размеров фракций аэрозольных частиц, осевших в отдельных секциях, за исключением последней, при прохождении через них аэрозольного потока, а также частиц прошедших через все секции, за исключением последней. При этом, общий спектр исходных частиц является суммой спектров фракций.The task of the invention is to increase the accuracy of measuring the size spectra of aerosol particles and simplify the calculation method. This increase in accuracy is achieved by the implemented design of the diffusion battery, which makes it possible to carry out such a measurement method in which the size spectra of the fractions of aerosol particles deposited in individual sections, with the exception of the latter, are measured when an aerosol stream passes through them, as well as particles passing through all sections, except last one. Moreover, the total spectrum of the starting particles is the sum of the spectra of the fractions.

Техническим результатом данного изобретения является упрощение процедуры измерения функции распределения частиц по размерам и получение более достоверных спектров размеров частиц, по сравнению с ранее использовавшимися способами.The technical result of the present invention is to simplify the procedure for measuring the particle size distribution function and to obtain more reliable particle size spectra compared to previously used methods.

Технический результат достигается предложенным устройством для измерения спектра размеров частиц, включающего диффузионную батарею с несколькими секциями в которых установлены сетки перпендикулярно потоку. Согласно изобретению, сетки в секциях диффузионной батареи распределены так, что количество сеток в каждой секции, за исключением первой, равно суммарному числу сеток во всех предыдущих секциях, расположенных выше по потоку. Другими словами, распределение сеток в секциях выбрано таким образом, чтобы средний диаметр Di фракции частиц, осевших в i-й секции ДБ можно было математически выразить с помощью экспериментально измеренных проскоков по формуле:The technical result is achieved by the proposed device for measuring the particle size spectrum, including a diffusion battery with several sections in which the mesh is installed perpendicular to the flow. According to the invention, the grids in the sections of the diffusion battery are distributed so that the number of grids in each section, except for the first, is equal to the total number of grids in all previous sections located upstream. In other words, the distribution of the grids in the sections is chosen so that the average diameter D i of the fraction of particles deposited in the i-th section of the DB can be mathematically expressed using experimentally measured breakthroughs according to the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где i - последовательный номер секции, ni и ni+1 - количества сеток в секциях с номерами i и i+1, соответственно, gi - доля частиц, прошедших через i-ю секцию без осаждения, μi - эффективность осаждения на одиночном волокне в пакете, содержащем ni+ni+1, сеток, для частиц, содержащихся в потоке после i-й секции,

Figure 00000004
h - толщина сетки, r - радиус волокна сетки, α - отношение объема, занимаемого волокнами, к полному объему сетки,
Figure 00000005
, U0 - линейная скорость аэрозольного потока.where i is the serial number of the section, n i and n i + 1 are the number of grids in the sections with numbers i and i + 1, respectively, g i is the fraction of particles passing through the i-th section without deposition, μ i is the deposition efficiency on single fiber in a packet containing n i + n i + 1 , nets, for particles contained in the stream after the i-th section,
Figure 00000004
h is the thickness of the mesh, r is the radius of the mesh fiber, α is the ratio of the volume occupied by the fibers to the total volume of the mesh,
Figure 00000005
, U 0 is the linear velocity of the aerosol stream.

Технический результат достигается также за счет того, что устанавливается однозначное соответствие между измеренными проскоками и спектрами фракций, что приводит к устойчивости решения, т.е. случайные экспериментальные погрешности измерения диффузионной батареи не приводят к существенному разбросу восстановленного спектра размеров, поскольку экспериментальные проскоки ДБ однозначно определяют среднюю эффективность осаждения на отдельных волокнах сетки для фракций частиц по формулеThe technical result is also achieved due to the fact that an unambiguous correspondence is established between the measured breakthroughs and the spectra of fractions, which leads to the stability of the solution, i.e. random experimental errors in measuring the diffusion battery do not lead to a significant spread in the reconstructed size spectrum, since the experimental breakthroughs of discrete breathers uniquely determine the average deposition efficiency on individual fibers of the network for particle fractions by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где i - последовательный номер секции ДБ или фракции частиц,

Figure 00000007
- эффективность осаждения частиц i-й фракции на отдельном волокне i-й секции, ni, и ni+1 - количества сеток в секциях с номерами i и i+1, соответственно, gi - доля частиц, прошедших через i-ю секцию, μi - эффективность осаждения на одиночном волокне в пакете, содержащем ni +ni+1 сеток, для частиц, содержащихся в потоке после i-й секции,
Figure 00000008
, h - толщина сетки, r - радиус волокна сетки, α - отношение объема, занимаемого волокнами, к полному объему сетки,
Figure 00000009
, U0 - линейная скорость аэрозольного потока; далее из величины
Figure 00000007
однозначно определяют средний диаметр Di частиц i-й фракции по формулам веерной модели фильтров Кирша-Стечкиной-Фукса, долю hi частиц i-й фракции определяют по формуле hi=gi-gi+1, спектр частиц i-й фракции аппроксимируют любой функцией мономодального распределения, включая логнормальное распределение, Гауссово распределение, причем Di и hi являются параметрами мономодального распределения, далее спектр исходного аэрозоля определяется как сумма спектров фракций.where i is the serial number of the DB section or particle fraction,
Figure 00000007
- the efficiency of deposition of particles of the i-th fraction on a separate fiber of the i-th section, n i , and n i + 1 - the number of grids in sections with numbers i and i + 1, respectively, g i - the proportion of particles passing through the i-th section, μ i is the deposition efficiency on a single fiber in a packet containing n i + n i + 1 nets for particles contained in the stream after the i-th section,
Figure 00000008
, h is the thickness of the mesh, r is the radius of the fiber of the mesh, α is the ratio of the volume occupied by the fibers to the total volume of the mesh,
Figure 00000009
, U 0 is the linear velocity of the aerosol stream; further from
Figure 00000007
uniquely determine the average diameter D i of particles of the ith fraction according to the formulas of the Kirsch-Stechkina-Fuchs fan model, the fraction h i of particles of the i-fraction is determined by the formula h i = g i -g i + 1 , the spectrum of particles of the i-fraction they are approximated by any monomodal distribution function, including the lognormal distribution, the Gaussian distribution, where D i and h i are the parameters of the monomodal distribution, then the spectrum of the initial aerosol is determined as the sum of the spectra of the fractions.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - блок-схема прибора для измерения спектра размеров частиц: 1 - сетчатая диффузионная батарея, 2 - конденсационный укрупнитель частиц до оптически регистрируемого размера, 3 - оптический счетчик частиц, 4 - блок связи с персональным компьютером;in FIG. 1 - block diagram of a device for measuring the particle size spectrum: 1 - mesh diffusion battery, 2 - condensation enlarger of particles to an optically recorded size, 3 - optical particle counter, 4 - communication unit with a personal computer;

на фиг. 2 - эффективность осаждения аэрозольных частиц на одиночном волокне в зависимости от диаметра частиц;in FIG. 2 - the efficiency of deposition of aerosol particles on a single fiber depending on the diameter of the particles;

на фиг. 3 - сравнение функций распределения частиц по диаметрам, измеренных с помощью диффузионной батареи (сплошные линии) со спектрами размеров, измеренных с помощью просвечивающей электронной микроскопии (а, б, в) и седиментации в гравитационном поле (г) (гистограммы).in FIG. 3 - comparison of particle diameter distribution functions measured with a diffusion battery (solid lines) with size spectra measured with transmission electron microscopy (a, b, c) and sedimentation in a gravitational field (d) (histograms).

Суть изобретения сводится к следующему. Основными элементами устройства (фиг. 1) для измерения спектра размеров аэрозольных частиц являются сетчатая диффузионная батарея 1, конденсационный укрупнитель частиц до оптически регистрируемого размера 2, оптический счетчик частиц 3 и блок связи с персональным компьютером 4 для управления и обработки данных. Диффузионная батарея состоит из последовательных секций, заполненных сетками, поглощающими аэрозольные частицы по механизму диффузии, захвату, инерции и др. Сетки установлены перпендикулярно аэрозольному потоку. Отличительными признаками устройства является то, что число сеток в каждой секции равно суммарному числу сеток в предыдущих секциях, расположенных выше по потоку. В данном изобретении в качестве примера рассматривается сетчатая батарея из девяти цилиндрических секций, число сеток в которых возрастает с номером секции следующим образом: 2, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256. Внутренний диаметр канала секций составляет 50 мм. Использовались капроновые плетеные сетки с диаметром волокна 50 мкм, шагом 172 мкм, отношение объема, занимаемого волокнами, к полному объему сетки α=0.231. Объемная скорость аэрозольного потока через батарею составляла 1 л/мин. Счетная концентрация аэрозоля Сi измеренная после i-й секции зависит от общего числа N1,i=n1+n2+…+ni, сеток, через которые прошел аэрозольный поток, где n1, …, ni числа сеток в секциях 1, …, i, соответственно. Для аэрозоля, все частицы которого имеют один и тот же диаметр D доля частиц, прошедших через последовательность секций 1, …, i, составляет [25, 26, 41-46]The essence of the invention is as follows. The main elements of the device (Fig. 1) for measuring the size spectrum of aerosol particles are a mesh diffusion battery 1, a condensation particle enlarger up to an optically detectable size 2, an optical particle counter 3, and a communication unit with a personal computer 4 for controlling and processing data. The diffusion battery consists of successive sections filled with grids absorbing aerosol particles by diffusion, trapping, inertia, and other mechanisms. The grids are mounted perpendicular to the aerosol flow. Distinctive features of the device is that the number of grids in each section is equal to the total number of grids in the previous sections located upstream. In this invention, as an example, a mesh battery of nine cylindrical sections is considered, the number of grids in which increases with the section number as follows: 2, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256. The internal diameter of the channel of the sections is 50 mm . We used kapron woven nets with a fiber diameter of 50 μm, a pitch of 172 μm, and the ratio of the volume occupied by the fibers to the total volume of the mesh α = 0.231. The space velocity of the aerosol stream through the battery was 1 l / min. The calculated aerosol concentration C i measured after the i-th section depends on the total number N 1, i = n 1 + n 2 + ... + n i , the nets through which the aerosol stream has passed, where n 1 , ..., n i are the number of nets in sections 1, ..., i, respectively. For an aerosol, all particles of which have the same diameter D, the fraction of particles passing through the sequence of sections 1, ..., i is [25, 26, 41-46]

Figure 00000010
Figure 00000010

где μ - эффективность осаждения частиц на отдельном волокне, расположенным перпендикулярно аэрозольному потоку,

Figure 00000011
, h - толщина сетки, r - радиус волокна сетки. Батарея, рассматриваемая в данном изобретении, предназначена для работы в нанометровом и субмикронном диапазонах. Для частиц в этой области размеров, осаждение на волокна в основном определяется тремя механизмами - диффузией, захватом и инерцией. Зависимость эффективности осаждения на одиночном волокне от диаметра частицы можно рассчитать в рамках теории веерных фильтров Кирша, Стечкиной и Фукса [42-45]. На фиг. 2 для монодисперсных частиц приведена эта зависимость для параметров батареи, рассмотренной в данном изобретении. Видно, что функция μ(D) имеет минимум при D≈1100 нм, что означает, что однозначное соответствие между диаметром и эффективностью осаждения имеет место при размерах частиц D<1100 нм. Другими словами, данная диффузионная батарея имеет динамический диапазон размеров 3<D<1100 нм (при размерах меньших 3 нм эффективность укрупнения частиц в конденсационном укрупнителе становится существенно меньше единицы).where μ is the efficiency of the deposition of particles on a separate fiber located perpendicular to the aerosol stream,
Figure 00000011
, h is the thickness of the mesh, r is the radius of the fiber of the mesh. The battery considered in this invention is designed to operate in the nanometer and submicron ranges. For particles in this size range, fiber deposition is mainly determined by three mechanisms — diffusion, capture, and inertia. The dependence of the deposition efficiency on a single fiber on the particle diameter can be calculated in the framework of the theory of Kirsh, Stechkina, and Fuchs fan filters [42–45]. In FIG. 2 for monodisperse particles, this relationship is shown for the parameters of the battery discussed in this invention. It can be seen that the function μ (D) has a minimum at D≈1100 nm, which means that an unambiguous correspondence between the diameter and the deposition efficiency takes place at particle sizes D <1100 nm. In other words, this diffusion battery has a dynamic range of sizes 3 <D <1100 nm (for sizes smaller than 3 nm, the particle enlargement efficiency in a condensation enlarger becomes significantly less than unity).

Для того, чтобы получить аналитические выражения для расчета спектра размеров ƒ(D) исходных аэрозольных частиц его можно представить в видеIn order to obtain analytical expressions for calculating the size spectrum ƒ (D) of the initial aerosol particles, it can be represented as

Figure 00000012
Figure 00000012

где m - число секций ДБ, ϕ1(D), ϕ2(D), …, ϕm-1(D) - спектры размеров фракций частиц, осевших соответственно в секциях 1, 2, …, m-1 при прохождении через них аэрозольного потока, a ϕm(D) - спектр последней фракции, т.е. частиц, вышедших из секции m-1. Величины h1, h2, …, hm-1 представляют собой доли частиц осажденных в секциях 1, 2, …, m-1, соответственно, и hm - доля частиц, вышедших из секции m-1. Данные величины связаны с проскоками следующим образом h1=1-g1, h2=g1-g2, h3=g2-g3, …, hm-1=gm-2-gm-1, hm=gm-1. Таким образом, найдя функции ϕi(D), мы получим общий спектр размеров.where m is the number of DB sections, ϕ 1 (D), ϕ 2 (D), ..., ϕ m-1 (D) are the spectra of the sizes of fractions of particles settled respectively in sections 1, 2, ..., m-1 when passing through aerosol flow, a ϕ m (D) is the spectrum of the last fraction, i.e. particles emerging from section m-1. The values of h 1 , h 2 , ..., h m-1 are the fractions of particles deposited in sections 1, 2, ..., m-1, respectively, and h m is the fraction of particles leaving the section m-1. These values are associated with the slip as follows h 1 = 1-g 1 , h 2 = g 1 -g 2 , h 3 = g 2 -g 3 , ..., h m-1 = g m-2 -g m-1 , h m = g m-1 . Thus, finding the functions ϕ i (D), we obtain a general spectrum of sizes.

Число сеток в секции монотонно увеличивается с ростом номера секции. Поэтому при прохождении аэрозольного потока через батарею в начальных секциях осаждаются преимущественно частицы малого размера, в последующих секциях оседают все более крупные частицы. Поэтому средний диаметр частиц, описываемых функциями ϕi(D), монотонно возрастает с увеличением номера i. Для того, чтобы найти решение ƒ(D) в виде (4) мы аппроксимируем каждую функцию ϕi(D) логнормальным распределениемThe number of grids in a section increases monotonically with increasing section number. Therefore, when an aerosol stream passes through a battery, primarily small particles are deposited in the initial sections, and larger particles settle in subsequent sections. Therefore, the average particle diameter described by the functions ϕ i (D) monotonously increases with increasing number i. In order to find the solution ƒ (D) in the form (4), we approximate each function ϕ i (D) by the lognormal distribution

Figure 00000013
Figure 00000013

где Di - средний геометрический диаметр и σ - стандартное геометрическое отклонение. В нашем случае удобно рассматривать функции ϕi с величиной σ=1.35. Данное значение стандартного геометрического отклонения приводит к тому, что, с одной стороны, функции ϕi(D) достаточно узкие и их суперпозиция позволяет описать любую реальную функцию распределения любого аэрозоля естественного или антропогенного происхождения, а с другой стороны, функции ϕi(D) достаточно широкие для того, чтобы получить гладкий конечный спектр для ограниченного числа секций диффузионной батареи. Таким образом, для того, чтобы найти решение ƒ(D) нужно только найти средние диаметры Di для фракций частиц, отсекаемых секциями диффузионной батареи. Аппроксимация исходной функции распределения частиц по размеру суммой логнормальных функций (уравнение (5)) является простым и ресурсонезатратным способом определения спектра размеров частиц. Полученный спектр хорошо воспроизводит структуру исходного распределения и позволяет точно определить средний размер частиц. Средние диаметры Di можно найти из проскоков, измеренных с помощью диффузионной батареи.where D i is the geometric mean diameter and σ is the standard geometric deviation. In our case, it is convenient to consider the functions ϕ i with the value σ = 1.35. This value of the standard geometric deviation leads to the fact that, on the one hand, the functions ϕ i (D) are quite narrow and their superposition allows us to describe any real distribution function of any aerosol of natural or anthropogenic origin, and on the other hand, the functions ϕ i (D) wide enough to produce a smooth final spectrum for a limited number of sections of a diffusion battery. Thus, in order to find the solution ƒ (D), it is only necessary to find the average diameters D i for fractions of particles cut off by sections of the diffusion battery. The approximation of the initial particle size distribution function by the sum of the lognormal functions (equation (5)) is a simple and resource-free way to determine the particle size spectrum. The resulting spectrum reproduces well the structure of the initial distribution and allows you to accurately determine the average particle size. The average diameters D i can be found from the gaps measured with a diffusion battery.

Способ определения средних диаметров Di осуществляется следующим образом. Эффективность осаждения μ на одиночном волокне связана с диаметром частиц аналитическими формулами в рамках теории веерных фильтров Кирша, Стечкиной, Фукса [42-45] (см. также фиг. 2), следовательно, величина μ может рассматриваться как мера размера частиц. Будет удобным для фракции частиц, осевших в i-й секции ДБ, ввести среднюю эффективность

Figure 00000014
осаждения на одиночном волокне. Для частиц, выходящих из j-й секции, мы также можем ввести среднюю эффективность μj(N) осаждения на одиночном волокне в пакете из N сеток. Так, например, величина μk-1(nk) является средней эффективностью осаждения на одиночном волокне в k-й секции, заполненной nk сетками, для аэрозоля, вышедшего из секции k-1 (или для входного аэрозоля в случае k=1). Как видно из уравнения (3), эту величину можно выразить следующим образомThe method of determining the average diameters D i as follows. The efficiency of deposition of μ on a single fiber is related to the particle diameter by analytical formulas in the framework of the theory of Kirsh, Stechkina, Fuchs fan filters [42–45] (see also Fig. 2), therefore, μ can be considered as a measure of particle size. It will be convenient for the fraction of particles settled in the i-th section of the DB to introduce an average efficiency
Figure 00000014
single fiber deposition. For particles emerging from the jth section, we can also introduce the average efficiency μ j (N) of deposition on a single fiber in a packet of N grids. So, for example, μ k-1 (n k ) is the average deposition efficiency on a single fiber in the kth section filled with n k nets for an aerosol leaving section k-1 (or for the input aerosol in the case k = 1 ) As can be seen from equation (3), this value can be expressed as follows

Figure 00000015
Figure 00000015

Для последовательности секций

Figure 00000016
с общим числом сеток
Figure 00000017
средняя эффективность осаждения на волокне для частиц, прошедших через предыдущие
Figure 00000018
секций запишется в видеFor section sequence
Figure 00000016
with the total number of grids
Figure 00000017
average fiber deposition efficiency for particles passing through previous
Figure 00000018
sections will be written as

Figure 00000019
Figure 00000019

Определим теперь средний диаметр D1 для первой фракции, т.е. для частиц осевших в первой секции. Все частицы, составляющие исходный спектр могут быть разбиты на две группы: первая группа - прошедшие через первую секцию частицы, доля которых составляет g1, и вторая группа - осажденные на сетках первой секции частицы, доля которыхWe now determine the average diameter D 1 for the first fraction, i.e. for particles settled in the first section. All particles that make up the initial spectrum can be divided into two groups: the first group - particles passing through the first section, whose share is g 1 , and the second group - particles deposited on the grids of the first section, whose share

Figure 00000020
Figure 00000020

Эти две группы можно рассматривать как два независимых ансамбля частиц, каждый из которых описывается своей функцией распределения по размерам. Если мы выделим из всего исходного аэрозоля только первую группу частиц и пропустим их через первую секцию батареи, то доля этих частиц, прошедших через первую секцию составит величину g1exp(-χμ1(n1)n1). Если же мы выделим только вторую группу, то доля этих частиц, прошедших через первую секцию составит

Figure 00000021
. Поэтому суммарно мы можем записать:These two groups can be considered as two independent ensembles of particles, each of which is described by its size distribution function. If we select only the first group of particles from the entire source aerosol and pass them through the first section of the battery, then the fraction of these particles passing through the first section will be g 1 exp (-χμ 1 (n 1 ) n 1 ). If we select only the second group, then the fraction of these particles passing through the first section will be
Figure 00000021
. Therefore, in total, we can write:

Figure 00000022
Figure 00000022

В нашем случае n1=n2=2, поэтому μ1(n1)=μ1(n2). Тогда, как следует из уравнения (6)In our case, n 1 = n 2 = 2, therefore μ 1 (n 1 ) = μ 1 (n 2 ). Then, as follows from equation (6)

Figure 00000023
Figure 00000023

и мы получаем из уравнений (8-10)and we get from equations (8-10)

Figure 00000024
Figure 00000024

Средняя эффективность осаждения на волокне

Figure 00000025
связана с эквивалентным диаметром частиц через уравнения теории веерных фильтров Кирша, Стечкиной, Фукса [42-45] (фиг. 2). Данный эквивалентный диаметр примерно равен искомому среднему геометрическому диаметру D1. Таким образом, подставляя
Figure 00000025
из уравнения (11) в уравнения теории веерных фильтров и решая их численно, или графически, подставляя значения
Figure 00000025
вместо μ на фиг. 2, получаем D1.Average fiber deposition efficiency
Figure 00000025
connected with the equivalent particle diameter through the equations of the theory of fan filters Kirsch, Stechkina, Fuchs [42-45] (Fig. 2). This equivalent diameter is approximately equal to the desired geometric mean diameter D 1 . Thus substituting
Figure 00000025
from equation (11) to equations of the theory of fan filters and solving them numerically or graphically, substituting the values
Figure 00000025
instead of μ in FIG. 2, we obtain D 1 .

В общем случае, для 1<i<m-1 для аэрозоля, проходящего через две смежные секции i и i+1 можно записать выражение, аналогичное уравнению (9):In the general case, for 1 <i <m-1 for an aerosol passing through two adjacent sections i and i + 1, one can write an expression similar to equation (9):

Figure 00000026
Figure 00000026

Как следует из уравнения (3),As follows from equation (3),

Figure 00000027
Figure 00000027

и мы получаем из уравнений (12, 13)and we get from equations (12, 13)

Figure 00000028
Figure 00000028

Величину μi(Ni,i+1) в правой части уравнения (14) нельзя напрямую определить из измеренных проскоков диффузионной батареи. Однако учитывая тот факт, что μi(N) является монотонной функцией N, можно найти приблизительное значение μi(Ni,i+1) c помощью простой интерполяции. Другими словами, для аэрозоля, выходящего из i-й секции, эквивалентная эффективность μi(Ni,i+1) осаждения на одиночном волокне в пакете, содержащем ni+ni+1 сеток, можно оценить, как среднее арифметическое эффективностей осаждения на волокне в пакетах из ni+1 и (ni+1 + ni+2) сеток. Тогда для 1<i<m-2 имеем:The value μ i (N i, i + 1 ) in the right-hand side of equation (14) cannot be directly determined from the measured breakthroughs of the diffusion battery. However, given the fact that μ i (N) is a monotonic function of N, we can find the approximate value of μ i (N i, i + 1 ) using simple interpolation. In other words, for an aerosol leaving the ith section, the equivalent deposition efficiency μ i (N i, i + 1 ) on a single fiber in a packet containing n i + n i + 1 nets can be estimated as the arithmetic mean of the deposition efficiencies on fiber in packets of n i + 1 and (n i + 1 + n i + 2 ) nets. Then for 1 <i <m-2 we have:

Figure 00000029
Figure 00000029

Для i=m-1 с хорошей точностью можно считать, чтоFor i = m-1, with good accuracy, we can assume that

Figure 00000030
Figure 00000030

Подставляя уравнения (15, 16) в (14), и, далее, используя однозначное соответствие между эффективностью осаждения на волокне и диаметром частиц (фиг. 2) получаем из величины

Figure 00000031
(уравнение (14)) в рамках теории веерных фильтров средний диаметр Di.Substituting equations (15, 16) into (14), and, further, using the unique correspondence between the deposition efficiency on the fiber and the particle diameter (Fig. 2), we obtain from the quantity
Figure 00000031
(equation (14)) in the framework of the theory of fan filters, the average diameter D i .

Для i=m величина

Figure 00000032
определяется выражениемFor i = m, the quantity
Figure 00000032
defined by the expression

Figure 00000033
Figure 00000033

что позволяет получить Dm. Таким образом, зная средние диаметры Di, получаем функцию распределения по диаметрам ƒ(D) с помощью уравнений (4) и (5).which allows to obtain D m . Thus, knowing the average diameters D i , we obtain the diameter distribution function ƒ (D) using equations (4) and (5).

Для частиц диаметром D<200 нм осаждение на сетки обусловлено только диффузионным механизмом. Для диффузии в воздухе при температуре 293 K и атмосферном давлении средние диаметры Di можно рассчитать из экспериментальных проскоков диффузионной батареи по формулам:For particles with a diameter of D <200 nm, deposition on the grids is due only to the diffusion mechanism. For diffusion in air at a temperature of 293 K and atmospheric pressure, the average diameters D i can be calculated from the experimental breakthroughs of the diffusion battery according to the formulas:

Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000034
Figure 00000035

Figure 00000036
Figure 00000036

где

Figure 00000037
и μi(Ni,i+1) рассчитывается по формулам (15, 16).Where
Figure 00000037
and μ i (N i, i + 1 ) is calculated by the formulas (15, 16).

Для демонстрации точности формул (11, 14, 17) было проведено сравнение функции распределения по диаметрам, измеренной с помощью диффузионной батареи со спектрами размеров, измеренными другими физическими методами. Генерация аэрозоля для измерений осуществлялась с помощью термоконденсационного генератора. Суть термоконденсационного метода заключалась в нагреве исходной субстанции (материнской фазы) в потоке фильтрованного воздуха. В результате поток насыщался паром материнского вещества. Далее поток с насыщенным паром подавался в зону охлаждения, где пар становился пересыщенным. В результате осуществлялось аэрозолеобразование за счет гомогенной нуклеации. Анализ размеров частиц для сравнения с измерениями диффузионной батареи осуществлялся с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) JEM-100SX или метода седиментации в гравитационном поле [47, 48].To demonstrate the accuracy of formulas (11, 14, 17), the diameter distribution function measured using a diffusion battery was compared with size spectra measured by other physical methods. The aerosol for measurements was generated using a thermocondensation generator. The essence of the thermal condensation method was to heat the initial substance (maternal phase) in a stream of filtered air. As a result, the stream was saturated with the vapor of the mother substance. Then, a saturated steam stream was fed into the cooling zone, where the steam became supersaturated. As a result, aerosolization was achieved due to homogeneous nucleation. Particle sizes were analyzed for comparison with diffusion battery measurements using a JEM-100SX transmission electron microscope (TEM) or a gravitational field sedimentation method [47, 48].

На фиг. 3 проведено сравнение спектров размеров частиц Ag, CsCl, NaCl и дибутилфталата, полученных с помощью диффузионной батареи (сплошная линия) и методами ПЭМ/седиментации (гистограммы). Средние арифметические диаметры, полученные различными методами, приведены в таблице 1.In FIG. Figure 3 compares the particle size spectra of Ag, CsCl, NaCl and dibutyl phthalate obtained using a diffusion battery (solid line) and TEM / sedimentation methods (histograms). Arithmetic average diameters obtained by various methods are shown in table 1.

Figure 00000038
Figure 00000038

Как видно из таблицы средние диаметры, полученные с помощью диффузионной батареи в пределах экспериментальной погрешности совпадают с величинами, полученными другими физическими методами, что подтверждает справедливость разработанного метода определения спектра размеров с помощью измерения спектра фракций.As can be seen from the table, the average diameters obtained using a diffusion battery within the experimental error coincide with the values obtained by other physical methods, which confirms the validity of the developed method for determining the size spectrum by measuring the spectrum of fractions.

Источники информации:Information sources:

1. Межгосударственный стандарт. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов, ГОСТ 17.2.3.01-86, Москва, Стандартинформ, 2005.1. Interstate standard. Protection of Nature. Atmosphere. Rules of air quality control of settlements, GOST 17.2.3.01-86, Moscow, Standardinform, 2005.

2. Handbook of Air Pollution Analysis, Edited by Roy M. Harrison and Roger Perry, CHAPMAN and HALL, New York, 1986.2. Handbook of Air Pollution Analysis, Edited by Roy M. Harrison and Roger Perry, CHAPMAN and HALL, New York, 1986.

3. S. Manzoor and U. Kulshrestha, Atmospheric Aerosols: Air Quality and Climate Change Perspectives, Current World Environment, 2015, 10(3), 738-7463. S. Manzoor and U. Kulshrestha, Atmospheric Aerosols: Air Quality and Climate Change Perspectives, Current World Environment, 2015, 10 (3), 738-746

4. S. Fuzzi, U. Baltensperger, K. Carslaw, S. Decesari, H. Denier van der Gon, M.C. Facchini, D. Fowler, I. Koren, B. Langford, U. Lohmann, E. Nemitz, S. Pandis, I. Riipinen, Y. Rudich, M. Schaap, J.G. Slowik, D.V. Spracklen, E. Vignati, M. Wild, M. Williams, and S. Gilardoni, Particulate matter, air quality and climate: lessons learned and future needs, Atmos. Chem. Phys., 2015, 15, 8217-8299.4. S. Fuzzi, U. Baltensperger, K. Carslaw, S. Decesari, H. Denier van der Gon, M.C. Facchini, D. Fowler, I. Koren, B. Langford, U. Lohmann, E. Nemitz, S. Pandis, I. Riipinen, Y. Rudich, M. Schaap, J.G. Slowik, D.V. Spracklen, E. Vignati, M. Wild, M. Williams, and S. Gilardoni, Particulate matter, air quality and climate: lessons learned and future needs, Atmos. Chem. Phys., 2015, 15, 8217-8299.

5. Controlled Pulmonary Drug Delivery, H. D.C. Smyth and A.J. Hickey (Editors), Springer, New York, 2011.5. Controlled Pulmonary Drug Delivery, H. D.C. Smyth and A.J. Hickey (Editors), Springer, New York, 2011.

6. Pulmonary Drug Delivery. Advances and Challenges, A. Nokhodchi and G.P. Martin (Editors), Wiley, London, 2015.6. Pulmonary Drug Delivery. Advances and Challenges, A. Nokhodchi and G.P. Martin (Editors), Wiley, London, 2015.

7. G. Biskos, V. Vons, C. U. Y. and A. Schmidt-Ott, Generation and Sizing of Particles for Aerosol-Based Nanotechnology, KONA Powder and Particle Journal, 2008, No. 28, 13-35.7. G. Biskos, V. Vons, C. U. Y. and A. Schmidt-Ott, Generation and Sizing of Particles for Aerosol-Based Nanotechnology, KONA Powder and Particle Journal, 2008, No. 28, 13-35.

8. J.C. Volkwein, A.D. Maynard, M. Harper, Workplace aerosol measurement, in book: AEROSOL MEASUREMENT. Principles, Techniques, and Applications, P. Kulkarni, P.A. Baron, K. Willeke (Editors), Willey, New Jersey, 2011, 571-590.8. J.C. Volkwein, A.D. Maynard, M. Harper, Workplace aerosol measurement, in book: AEROSOL MEASUREMENT. Principles, Techniques, and Applications, P. Kulkarni, P.A. Baron, K. Willeke (Editors), Willey, New Jersey, 2011, 571-590.

9. ГН 2.2.5.1313-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны".9. GN 2.2.5.1313-03 "Maximum permissible concentrations (MPC) of harmful substances in the air of the working zone."

10. ГН 1.2.2633-10 "Гигиенические нормативы содержания приоритетных наноматериалов в объектах окружающей среды".10. GN 1.2.2633-10 "Hygienic standards for the content of priority nanomaterials in environmental objects."

11. S.S. Amaral, J.A. de Carvalho, М. А. М. Costa, С. Pinheiro, An Overview of Particulate Matter Measurement Instruments, Atmosphere 2015, 6, 1327-1345.11. S.S. Amaral, J.A. de Carvalho, M.A. M. Costa, S. Pinheiro, An Overview of Particulate Matter Measurement Instruments, Atmosphere 2015, 6, 1327-1345.

12. W.C. Hinds, Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles, John Wiley & Sons, New-York, 1999.12. W.C. Hinds, Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles, John Wiley & Sons, New York, 1999.

13. J.A. Last, P. Russell, P.F. Nealey, and C.J. Murphy, The Applications of Atomic Force Microscopy to Vision Science, Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2010, 51, 6083-6094.13. J.A. Last, P. Russell, P.F. Nealey, and C.J. Murphy, The Applications of Atomic Force Microscopy to Vision Science, Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2010, 51, 6083-6094.

14. J.P. Mitchell, and M.W. Nagel, Cascade Impactors for the Size Characterization of Aerosols from Medical Inhalers: Their Uses and Limitations, Journal of Aerosol Medicine, 2003, 16, 341-37714. J.P. Mitchell, and M.W. Nagel, Cascade Impactors for the Size Characterization of Aerosols from Medical Inhalers: Their Uses and Limitations, Journal of Aerosol Medicine, 2003, 16, 341-377

15. J.S. Kang, K.S. Lee, K.H. Lee, H.J. Sung & S.S. Kim, Characterization of a Microscale Cascade Impactor, Aerosol Science and Technology, 2012, 46: 966-972.15. J.S. Kang, K.S. Lee, K.H. Lee, H.J. Sung & S.S. Kim, Characterization of a Microscale Cascade Impactor, Aerosol Science and Technology, 2012, 46: 966-972.

16. Aerosol Measurement. Principles, Techniques, and Applications, P. Kulkarni, P.A. Baron, K. Willeke (Editors), Willey, New Jersey, 2011.16. Aerosol Measurement. Principles, Techniques, and Applications, P. Kulkarni, P.A. Baron, K. Willeke (Editors), Willey, New Jersey, 2011.

17. P.H. McMurry, A review of atmospheric aerosol measurements, Atmospheric Environment, 2000, 34 1959-1999.17. P.H. McMurry, A review of atmospheric aerosol measurements, Atmospheric Environment, 2000, 34 1959-1999.

18. P. Intra and N. Tippayawong, An overview of differential mobility analyzers for size classification of nanometer-sized aerosol particles, Songklanakarin J. Sci. Technol., 2008, 30 (2), 243-256.18. P. Intra and N. Tippayawong, An overview of differential mobility analyzers for size classification of nanometer-sized aerosol particles, Songklanakarin J. Sci. Technol., 2008, 30 (2), 243-256.

19. S. Dubtsov, T. Ovchinnikova, S. Valiulin, X. Chen, H.E. Manninen, P.P. Aalto, T. Petaja, Laboratory verification of Aerosol Diffusion Spectrometer and the application to ambient measurements of new particle formation, Journal of Aerosol Science, 2017,105, 10-23.19. S. Dubtsov, T. Ovchinnikova, S. Valiulin, X. Chen, H.E. Manninen, P.P. Aalto, T. Petaja, Laboratory verification of Aerosol Diffusion Spectrometer and the application to ambient measurements of new particle formation, Journal of Aerosol Science, 2017, 105, 10-23.

20. A.A. Onischuk, S.V. Vosel, О.V. Borovkova, A.M. Baklanov, V.V. Karasev, and S. di Stasio, Experimental study of homogeneous nucleation from the bismuth supersaturated vapor: Evaluation of the surface tension of critical nucleus, The Journal of Chemical Physics 2012, 136, 224506 (1-18)20. A.A. Onischuk, S.V. Vosel, O.V. Borovkova, A.M. Baklanov, V.V. Karasev, and S. di Stasio, Experimental study of homogeneous nucleation from the bismuth supersaturated vapor: Evaluation of the surface tension of critical nucleus, The Journal of Chemical Physics 2012, 136, 224506 (1-18)

21. A.A. Onischuk, S.V. Valiulin, S.V. Vosel, V.V. Karasev, V.D. Zelik, A.M. Baklanov, Surface tension of sulfur nanoparticles as determined from homogeneous nucleation experiments, Journal of Aerosol Science 2016, 97 1-21.21. A.A. Onischuk, S.V. Valiulin, S.V. Vosel, V.V. Karasev, V.D. Zelik, A.M. Baklanov, Surface tension of sulfur nanoparticles as determined from homogeneous nucleation experiments, Journal of Aerosol Science 2016, 97 1-21.

22. A.A. Onischuk, T.G. Tolstikova, S.V.

Figure 00000039
, A.M. Baklanov, S.V. Valiulin, M.V. Khvostov, I.V. Sorokina, G.G. Dultseva, N.A. Zhukova Ibuprofen, indomethacin and diclofenac sodium nanoaerosol: Generation, inhalation delivery and biological effects in mice and rats, Journal of Aerosol Science 2016, 100 164-177.22.AA Onischuk, TG Tolstikova, SV
Figure 00000039
, AM Baklanov, SV Valiulin, MV Khvostov, IV Sorokina, GG Dultseva, NA Zhukova Ibuprofen, indomethacin and diclofenac sodium nanoaerosol: Generation, inhalation delivery and biological effects in mice and rats, Journal of Aerosol Science 2016, 100 164-177.

23. D.J.H. Vosburgh, T. Klein, M. Sheehan, T.R. Anthony and Т. M. Peters, Design and Evaluation of a Personal Diffusion Battery, 2013, 47:4, 435-44323. D.J.H. Vosburgh, T. Klein, M. Sheehan, T.R. Anthony and T. M. Peters, Design and Evaluation of a Personal Diffusion Battery, 2013, 47: 4, 435-443

24. B. Gorbunov, N.D. Priest, R.B. Muir, P.R. Jackson and H. Gnewuch, A Novel Size-Selective Airborne Particle Size Fractionating Instrument for Health Risk Evaluation, Ann. Occup. Hyg., 2009, 53(3) 225-237.24. B. Gorbunov, N.D. Priest, R.B. Muir, P.R. Jackson and H. Gnewuch, A Novel Size-Selective Airborne Particle Size Fractionating Instrument for Health Risk Evaluation, Ann. Occup. Hyg., 2009, 53 (3) 225-237.

25. S. Cheng and H.C. Yeh, Theory of a screen-type diffusion battery, J. Aerosol Sci. 1980, 11, 313-320.25. S. Cheng and H.C. Yeh, Theory of a screen-type diffusion battery, J. Aerosol Sci. 1980, 11, 313-320.

26. Y.S. Cheng, H.C. Yeh, K.J. Brinsko, Use of Wire Screens as a Fan Model Filter, Aerosol Science and Technology, 1985, 4:2, 165-174.26. Y.S. Cheng, H.C. Yeh, K.J. Brinsko, Use of Wire Screens as a Fan Model Filter, Aerosol Science and Technology, 1985, 4: 2, 165-174.

27. S. Twomey, Comparison of Constrained Linear Inversion and an Iterative Nonlinear Algorithm Applied to the Indirect Estimation of Particle Size Distributions, Journal of Computational Physics 1975, 18, 188-200.27. S. Twomey, Comparison of Constrained Linear Inversion and an Iterative Nonlinear Algorithm Applied to the Indirect Estimation of Particle Size Distributions, Journal of Computational Physics 1975, 18, 188-200.

28. F. Ferri, A. Bassini, and E. Paganini, Modified version of the Chahine algorithm to invert spectral extinction data for particle sizing, APPLIED OPTICS, 1995, 34, No. 25, 5829-5839.28. F. Ferri, A. Bassini, and E. Paganini, Modified version of the Chahine algorithm to invert spectral extinction data for particle sizing, APPLIED OPTICS, 1995, 34, No. 25, 5829-5839.

29. A. Reineking and J. Porstendorfer, High-volume screen diffusion batteries and α-spectroscopy for measurement of the radon daughter activity size distributions in the environment, J. Aerosol Sci., 1986, 17, 873-879.29. A. Reineking and J. Porstendorfer, High-volume screen diffusion batteries and α-spectroscopy for measurement of the radon daughter activity size distributions in the environment, J. Aerosol Sci., 1986, 17, 873-879.

30 Y.S. Bashurova, V. Dreiling, Т.V. Hodger, R. Jaenicke, K.P. Koutsenogii, P.K. Koutsenogii, M. Kraemer, V.I. Makarov, V.A. Obolkin, Y.L. Potjomkin and A.Y. Pusep, Measurements of Atmospheric Condensation Nuclei Size Distributions in Siberia. J. Aerosol Sci., 1992, 23, 191-199.30 Y.S. Bashurova, V. Dreiling, T.V. Hodger, R. Jaenicke, K.P. Koutsenogii, P.K. Koutsenogii, M. Kraemer, V.I. Makarov, V.A. Obolkin, Y.L. Potjomkin and A.Y. Pusep, Measurements of Atmospheric Condensation Nuclei Size Distributions in Siberia. J. Aerosol Sci., 1992, 23, 191-199.

31 Y. Wang and Ch. Yangm, Regularizing active set method for retrieval of the atmospheric aerosol particle size distribution function, J. Opt. Soc. Am. A, 2008, 25, 348-356.31 Y. Wang and Ch. Yangm, Regularizing active set method for retrieval of the atmospheric aerosol particle size distribution function, J. Opt. Soc. Am. A, 2008, 25, 348-356.

32. A. Voutilainen, V. Kolehmainen, F. Stratmann, and J.P. Kaipio, Computational Methods for the Estimation of the Aerosol Size Distributions, in Book: Mathematical Modeling. Problems, Methods, Applications, Edited by L.A. Uvarova and A.V. Latyshev, Springer Science+Business Media, Lle, 2001, New York, Page 219-230.32. A. Voutilainen, V. Kolehmainen, F. Stratmann, and J.P. Kaipio, Computational Methods for the Estimation of the Aerosol Size Distributions, in Book: Mathematical Modeling. Problems, Methods, Applications, Edited by L.A. Uvarova and A.V. Latyshev, Springer Science + Business Media, Lle, 2001, New York, Page 219-230.

33. E.F. Maher, N.M. Laird, EM Algorithm Reconstruction Of Particle Size Distributions From Diffusion Battery Data, J. Aerosol Sci., 1985, Vol. 16, No. 6, pp. 557-570.33. E.F. Maher, N.M. Laird, EM Algorithm Reconstruction Of Particle Size Distributions From Diffusion Battery Data, J. Aerosol Sci., 1985, Vol. 16, No. 6, pp. 557-570.

34. P. Paatero, U. Tapper, P. Aalto and M. Kulmala, Matrix Factorization Methods for Analysing Diffusion Battery Data, J. Aerosol Sci., 1991, Vol. 22, Suppl. 1. pp. S273-S276.34. P. Paatero, U. Tapper, P. Aalto and M. Kulmala, Matrix Factorization Methods for Analysing Diffusion Battery Data, J. Aerosol Sci., 1991, Vol. 22, Suppl. 1. pp. S273-S276.

35. S. Eremenko and A. Ankilov, Conversion of the diffusion battery data to particle size distribution: Multiple Solutions Averaging algorithm (MSA), J. Aerosol Sci., (1995) Vol. 26. Suppl 1, 749-750.35. S. Eremenko and A. Ankilov, Conversion of the diffusion battery data to particle size distribution: Multiple Solutions Averaging algorithm (MSA), J. Aerosol Sci., (1995) Vol. 26. Suppl 1, 749-750.

36. Y. Gulak, E. Jayjock, F. Muzzio, A. Bauer & P. McGlynn, Inversion of Andersen Cascade Impactor Data using the Maximum Entropy Method, Aerosol Science and Technology, 2010, 44:1,29-37.36. Y. Gulak, E. Jayjock, F. Muzzio, A. Bauer & P. McGlynn, Inversion of Andersen Cascade Impactor Data using the Maximum Entropy Method, Aerosol Science and Technology, 2010, 44: 1.29-37.

37. E. Yee, On the interpretation of diffusion battery data, J. Aerosol Sci., 1989, 20, 797-811.37. E. Yee, On the interpretation of diffusion battery data, J. Aerosol Sci., 1989, 20, 797-811.

38. Ankilov, A., Baklanov, A., Colhoun, M., Enderle, K.-H., Gras, J., Junlanov, Yu, Kaller, D., Lindner, A., Lushnikov, A., Mavliev, R., McGovern, F., Mirme, A.,

Figure 00000040
, Т.C, Podzimek, J., Preining, O., Reischl, G.P., Rudolf, R., Sem, G.J., Szymanski, W. W., Tamm, E., Vrtala, A.E., Wagner, P.E., Winklmayr, W., & Zagaynov, V. (2002). Intercomparison of number concentration measurements by various aerosol particle counters. Atmospheric Research, 62, 177-207.38. Ankilov, A., Baklanov, A., Colhoun, M., Enderle, K.-H., Gras, J., Junlanov, Yu, Kaller, D., Lindner, A., Lushnikov, A., Mavliev , R., McGovern, F., Mirme, A.,
Figure 00000040
, T.C., Podzimek, J., Preining, O., Reischl, GP, Rudolf, R., Sem, GJ, Szymanski, WW, Tamm, E., Vrtala, AE, Wagner, PE, Winklmayr, W., & Zagaynov, V. (2002). Intercomparison of number concentration measurements by various aerosol particle counters. Atmospheric Research, 62, 177-207.

39. Ankilov, A., Baklanov, A., Mavliev, R., & Eremenko, S. (1991). Comparison of the Novosibirsk automated diffusion battery with the Vienna electro mobility spectrometer. Journal of Aerosol Science, 22, S325-S328.39. Ankilov, A., Baklanov, A., Mavliev, R., & Eremenko, S. (1991). Comparison of the Novosibirsk automated diffusion battery with the Vienna electro mobility spectrometer. Journal of Aerosol Science, 22, S325-S328.

40. V.S. Bashurova, K.P. Koutsenogii, A.Y. Pusep, N.V. Shokhirev (1991) Determination of atmospheric aerosol size distribution functions from screen diffusion battery data: mathematical aspects. J. Aerosol Sci. 22, 373-388.40. V.S. Bashurova, K.P. Koutsenogii, A.Y. Pusep, N.V. Shokhirev (1991) Determination of atmospheric aerosol size distribution functions from screen diffusion battery data: mathematical aspects. J. Aerosol Sci. 22, 373-388.

41. Y.S. Cheng, J.A. Keating and G.M. Kanapilly, Theory and calibration of a screen-type diffusion battery, J Aerosol Sci., 1980, 11, 549-556.41. Y.S. Cheng, J.A. Keating and G.M. Kanapilly, Theory and calibration of a screen-type diffusion battery, J Aerosol Sci., 1980, 11, 549-556.

42. Kirsch, A.A., Stechkina, I.B., & Fuchs, N.A. (1975). Studies on fibrous aerosol filters-experimental determination of fibrous filters efficiency in the range of maximum particle penetration. Colloid J. USSR, 1969, 31(2), 227-232.42. Kirsch, A.A., Stechkina, I.B., & Fuchs, N.A. (1975). Studies on fibrous aerosol filters-experimental determination of fibrous filters efficiency in the range of maximum particle penetration. Colloid J. USSR, 1969, 31 (2), 227-232.

43. Stechkina I.В., Kirsch A.A., Fuchs N.A., Studies on fibrous aerosol filters-IV Calculation of aerosol deposition in model filters in the range of maximum penetration, Ann. Occup. Hyg., 1969, 12, 1-8.43. Stechkina I.V., Kirsch A.A., Fuchs N.A., Studies on fibrous aerosol filters-IV Calculation of aerosol deposition in model filters in the range of maximum penetration, Ann. Occup. Hyg., 1969, 12, 1-8.

44. Kirsch, A.A., Stechkina, I.B. Inertial deposition of aerosol particles in model filters at low Reynolds numbers, Journal of Aerosol Science, 1977, 8, 301-307.44. Kirsch, A.A., Stechkina, I.B. Inertial deposition of aerosol particles in model filters at low Reynolds numbers, Journal of Aerosol Science, 1977, 8, 301-307.

45. A.A. Kirsch & P.V. Chechuev, Diffusion Deposition of Aerosol in Fibrous Filters at Intermediate Peclet Numbers, Aerosol Science and Technology, 1985, 4:1, 11-16.45. A.A. Kirsch & P.V. Chechuev, Diffusion Deposition of Aerosol in Fibrous Filters at Intermediate Peclet Numbers, Aerosol Science and Technology, 1985, 4: 1, 11-16.

46. V.A. Kirsh D.A. Pripachkin, A.K. Budyka, Inertial deposition of aerosol particles from laminar flows in fibrous filters, Colloid Journal, 2010, 72(2), 211-215.46. V.A. Kirsh D.A. Pripachkin, A.K. Budyka, Inertial deposition of aerosol particles from laminar flows in fibrous filters, Colloid Journal, 2010, 72 (2), 211-215.

47. P.C. Reist, Aerosol science and technology, (McGraw-Hill Inc., USA, 1993).47. P.C. Reist, Aerosol science and technology, (McGraw-Hill Inc., USA, 1993).

48. Аэрозоли-пыли, дымы и туманы, Ред. П.Л. Фукс, Химия, Ленинград, 1972.48. Dust aerosols, fumes and mists, Ed. P.L. Fuchs, Chemistry, Leningrad, 1972.

Claims (6)

1. Устройство измерения спектра размеров аэрозольных частиц, включающее диффузионную батарею (ДБ), состоящую из ряда последовательных секций, заполненных сетками, состоящими, например, из металлических или полимерных волокон, на которые осаждаются аэрозольные частицы при прохождении аэрозольного потока через батарею, конденсационный укрупнитель частиц, оптический счетчик частиц и персональный компьютер для управления устройством в целом, накапливания и обработки полученных данных, отличающееся тем, что количество установленных сеток в каждой секции диффузионной батареи, за исключением первой, равно суммарному числу сеток во всех предыдущих секциях, расположенных выше по потоку, что позволяет осуществить расчет среднего диаметра частиц Di, осажденных в i-й секции ДБ, по математической формуле1. A device for measuring the size spectrum of aerosol particles, including a diffusion battery (DB), consisting of a series of successive sections filled with grids consisting, for example, of metal or polymer fibers onto which aerosol particles are deposited when the aerosol stream passes through the battery, a condensing particle enlarger , an optical particle counter and a personal computer for controlling the device as a whole, accumulating and processing the received data, characterized in that the number of installed grids in each section of the diffusion battery, with the exception of the first one, it is equal to the total number of grids in all previous sections located upstream, which allows calculating the average particle diameter D i deposited in the i-th section of the DB, according to the mathematical formula
Figure 00000041
,
Figure 00000041
,
где i - последовательный номер секции, ni и ni+1 - количества сеток в секциях с номерами i и i+1 соответственно, gi - доля частиц, прошедших через i-ю секцию без осаждения, μi - эффективность осаждения на одиночном волокне в пакете, содержащем ni+ni+1 сеток, для частиц, содержащихся в потоке после i-й секции,
Figure 00000042
, h - толщина сетки, r - радиус волокна сетки, α - отношение объема, занимаемого волокнами, к полному объему сетки,
Figure 00000043
, U0 - линейная скорость аэрозольного потока.
where i is the sequence number of the section, n i and n i + 1 are the number of grids in the sections with numbers i and i + 1, respectively, g i is the fraction of particles passing through the i-th section without deposition, μ i is the deposition efficiency on a single fiber in a packet containing n i + n i + 1 nets for particles contained in the stream after the i-th section,
Figure 00000042
, h is the thickness of the mesh, r is the radius of the fiber of the mesh, α is the ratio of the volume occupied by the fibers to the total volume of the mesh,
Figure 00000043
, U 0 is the linear velocity of the aerosol stream.
2. Способ измерения спектра размеров аэрозольных частиц путем последовательного пропускания аэрозольного потока через секции диффузионной батареи (ДБ), заполненные сетками, затем через конденсационный укрупнитель частиц, измерения аэрозольной концентрации оптическим счетчиком и компьютерной обработки данных, отличающийся тем, что определяют эффективность осаждения на отдельных волокнах сетки для фракций частиц, то есть для частиц, осевших в секциях диффузионной батареи, по формуле2. A method of measuring the size spectrum of aerosol particles by sequentially passing the aerosol stream through sections of a diffusion battery (DB) filled with grids, then through a condensing particle enlarger, measuring the aerosol concentration by an optical meter and computer processing of data, characterized in that they determine the deposition efficiency on individual fibers grids for fractions of particles, that is, for particles deposited in sections of a diffusion battery, according to the formula
Figure 00000044
Figure 00000044
где i - последовательный номер секции ДБ или фракции частиц,
Figure 00000045
- эффективность осаждения i-й фракции на отдельном волокне i-й секции, ni и ni+1 - количества сеток в секциях с номерами i и i+1 соответственно, gi - доля частиц, прошедших через i-ю секцию, μi - эффективность осаждения на одиночном волокне в пакете, содержащем ni+ni+1 сеток, для частиц, содержащихся в потоке после i-й секции,
Figure 00000046
, h - толщина сетки, r - радиус волокна сетки, α - отношение объема, занимаемого волокнами, к полному объему сетки,
Figure 00000047
, U0 - линейная скорость аэрозольного потока, далее из величины
Figure 00000045
определяют средний диаметр Di частиц i-й фракции по формулам веерной модели фильтров Кирша-Стечкиной-Фукса, долю hi частиц i-й фракции определяют по формуле hi=gi-gi+1, спектр частиц i-й фракции аппроксимируют любой функцией мономодального распределения, включая логнормальное распределение, Гауссово распределение, причем Di и hi являются параметрами мономодального распределения, далее спектр исходного аэрозоля определяется как сумма спектров фракций.
where i is the serial number of the DB section or particle fraction,
Figure 00000045
is the efficiency of deposition of the i-th fraction on a separate fiber of the i-th section, n i and n i + 1 are the number of grids in the sections with numbers i and i + 1, respectively, g i is the fraction of particles passing through the i-th section, μ i is the deposition efficiency on a single fiber in a packet containing n i + n i + 1 nets for particles contained in the stream after the i-th section,
Figure 00000046
, h is the thickness of the mesh, r is the radius of the fiber of the mesh, α is the ratio of the volume occupied by the fibers to the total volume of the mesh,
Figure 00000047
, U 0 - linear velocity of the aerosol stream, then from the value
Figure 00000045
determine the average diameter D i of particles of the i-th fraction using the formulas of the fan model of Kirsch-Stechkina-Fuchs filters, the fraction h i of particles of the i-th fraction is determined by the formula h i = g i -g i + 1 , the particle spectrum of the i-th fraction is approximated any function of the monomodal distribution, including the lognormal distribution, the Gaussian distribution, where D i and h i are the parameters of the monomodal distribution, then the spectrum of the initial aerosol is determined as the sum of the spectra of the fractions.
RU2017124315A 2017-07-07 2017-07-07 Device for measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles and method of measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles RU2680661C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124315A RU2680661C2 (en) 2017-07-07 2017-07-07 Device for measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles and method of measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124315A RU2680661C2 (en) 2017-07-07 2017-07-07 Device for measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles and method of measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017124315A3 RU2017124315A3 (en) 2019-01-09
RU2017124315A RU2017124315A (en) 2019-01-09
RU2680661C2 true RU2680661C2 (en) 2019-02-25

Family

ID=64977446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124315A RU2680661C2 (en) 2017-07-07 2017-07-07 Device for measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles and method of measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680661C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115356075A (en) * 2022-08-26 2022-11-18 西北核技术研究所 Method for measuring dry deposition speed of atmospheric boundary layer environment wind tunnel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4463595A (en) * 1983-02-16 1984-08-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Parallel flow diffusion battery
RU2340885C2 (en) * 2006-10-26 2008-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт имени Л.Я. Карпова" Method of measuring spectrum of dimensions of condensation nuclei of aerosol particles and device to that end
RU2555353C1 (en) * 2014-03-04 2015-07-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Device to determine spectrum of size of suspended nanoparticles
RU2558281C1 (en) * 2014-03-04 2015-07-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Method for determining spectrum of sizes of suspended nanoparticles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4463595A (en) * 1983-02-16 1984-08-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Parallel flow diffusion battery
RU2340885C2 (en) * 2006-10-26 2008-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт имени Л.Я. Карпова" Method of measuring spectrum of dimensions of condensation nuclei of aerosol particles and device to that end
RU2555353C1 (en) * 2014-03-04 2015-07-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Device to determine spectrum of size of suspended nanoparticles
RU2558281C1 (en) * 2014-03-04 2015-07-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Method for determining spectrum of sizes of suspended nanoparticles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ Р 8.755-2011, ДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ ГАЗОВЫХ СРЕД. Определение размеров наночастиц методом диффузионной спектрометрии. П.4-6. Романов П. С., Пантелова Х.М, "Возможности применения диффузионной аэрозольной спектрометрии для определения среднего размера частиц нанодисперсных порошков", Территория науки, номер 2, 2016, С.47-52. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017124315A3 (en) 2019-01-09
RU2017124315A (en) 2019-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Amaral et al. An overview of particulate matter measurement instruments
Rosenberg et al. Particle sizing calibration with refractive index correction for light scattering optical particle counters and impacts upon PCASP and CDP data collected during the Fennec campaign
Johnson et al. A new electrical mobility particle sizer spectrometer for engine exhaust particle measurements
JP2016526671A (en) Method and apparatus for dilution of aerosol
Dick et al. Optical shape fraction measurements of submicrometre laboratory and atmospheric aerosols
Johnson et al. Measuring the bipolar charge distribution of nanoparticles: Review of methodologies and development using the Aerodynamic Aerosol Classifier
Leith et al. Development of a transfer function for a personal, thermophoretic nanoparticle sampler
Onischuk et al. Aerosol diffusion battery: The retrieval of particle size distribution with the help of analytical formulas
Montgomery et al. Structural change of aerosol particle aggregates with exposure to elevated relative humidity
US9222856B2 (en) Measurement of particle morphology using filtration
Gensdarmes Methods of detection and characterization
Fierz et al. Theoretical and experimental evaluation of a portable electrostatic TEM sampler
Tu et al. A review of experimental techniques for measuring micro-to nano-particle-laden gas flows
Tan Laboratory evaluation of low to medium cost particle sensors
RU2680661C2 (en) Device for measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles and method of measuring the spectrum of dimensions of aerosol particles
Flagan Differential mobility analysis of aerosols: a tutorial
Järvinen et al. Particle charge-size distribution measurement using a differential mobility analyzer and an electrical low pressure impactor
Brostrøm et al. Improving the foundation for particulate matter risk assessment by individual nanoparticle statistics from electron microscopy analysis
Kaur et al. Laboratory evaluation of the Alphasense OPC-N3, and the Plantower PMS5003 and PMS6003 sensors
Lee et al. Comparison of experimental and theoretical heterogeneous nucleation on ultrafine carbon particles
Park et al. Estimation of surface area concentration of workplace incidental nanoparticles based on number and mass concentrations
Park et al. A granular bed for use in a nanoparticle respiratory deposition sampler
RU2340885C2 (en) Method of measuring spectrum of dimensions of condensation nuclei of aerosol particles and device to that end
Li et al. The effect of alignment on the electric mobility of soot
Voutilainen Statistical inversion methods for the reconstruction of aerosol size distributions