Спектрометры TSI серии SMPS широко используются в качестве стандарта для измерения распределения по размерам частиц аэрозолей. Их применяют также для точных измерений размеров частиц, взвешенных в жидкостях. Национальный институт стандартов и технологий (НИСТ, США) использует анализатор дифференциальной подвижности (DMA) из состава SMPS для контроля размера эталонных материалов 60 нм и 100 нм.

Определение размеров с помощью SMPS – дискретный метод, в котором численные концентрации измеряются непосредственно, без допусков на форму распределения частиц. Этот метод не зависит от индекса рефракции частиц, имеет высокую степень точности измерения размеров частиц и воспроизводимости измерений.

Спектрометр модели 3938 – третье поколение спектрометров SMPS – метола измерений, проверенного исследователями в течение более чем 30 лет.

SMPS-3938 – самая современная модель из данной серии, имеющая ряд преимуществ по сравнению со своими предшественниками.

Область применения

Имеет широкую область применения, включая:

• исследования в области нанотехнологий и синтеза материалов;
• изучение атмосферы;
• мониторинг окружающей среды;
• изучение процессов горения и выбросов двигателей;
• контроль качества воздуха внутри помещений;
• изучение процессов конденсации;
• изучение ингаляционной токсикологии.

Особенности и преимущества

• высокое разрешение – до 167 каналов;
• широкий диапазон измеряемых размеров: от 2,5 до 1000 нм;
• соответствие стандарту ISO 15900:2009;
• быстрота измерений: менее 10 сек на сканирование;
• широкий диапазон определяемой концентрации частиц: до 107 частиц/см3;
• дизайн составных частей и блоков с максимальной гибкостью;
• управление через сенсорный экран без необходимости обязательного использования компьютера;
• легкость установки без необходимости использования инструментов;
• дискретное измерение частиц, что особенно полезно для контроля различных аэрозолей;
• независимость от оптических свойств частиц;
• широкий диапазон различных опций: выбор водного или бутанольного конденсационного счетчика; выбор радиоактивного или нерадиоактивного нейтрализатора; выбор высокой или низкой колонны DMA.

Анализатор дифференциальной подвижности – основная часть спектрометра SMPS

Спектрометр SMPS измеряет распределение по размерам и концентрацию частиц в диапазоне от 2 нм до 1 мкм с использованием технологии анализа дифференциальной подвижности. Этот метод основан на принципе, состоящем в том, что способность частиц перемещаться в электрическом поле (электрическая подвижность) напрямую связана с их размером. В анализаторе дифференциальной подвижности (DMA) создается электрическое поле, в котором частицы перемещаются в соответствии с их электрической подвижностью. Размер частиц затем вычисляется по распределению их подвижности. Этот метод независим от zeta-потенциала частиц.

Исследования неопределенности результатов анализа показали, что для DMA она составляет не более 2 %.

Использованная в SMPS технология защищена патентами США 4,790,650 и 5,118,959.

               

 

Анализатор дифференциальной подвижности с длинной колонной (Long DMA)
Модель 3081A: этот классический DMA проверен исследователями аэрозолей в течение более чем 40 лет эксплуатации. Известно, что данные DMA модели 3081A – высокоточные, воспроизводимые, хорошо сопоставляются с результатами, полученными из надежных источников другими методами.

Анализатор дифференциальной подвижности с короткой колонной (Nano DMA)
Модель 3085A: улучшено разрешение размера частиц в диапазоне 2,5 – 150 нм, повышена эффективность переноса наночастиц через колонну.    

Нейтрализаторы аэрозолей

TSI предлагает выбор метода нейтрализации аэрозолей. Все имеющиеся опции предполагают биполярный диффузионный заряд для перевода аэрозоля в состояние со стабильным распределением заряда.

Традиционные нейтрализаторы на базе Kr85 используются в промышленности длительное время.
Усовершенствованный нейтрализатор аэрозолей не имеет радиоактивного источника, при этом обеспечивает идентичное распределение по размерам, что и традиционный нейтрализатор, при использовании в анализаторах размера, со встроенным питанием от классификатора с легкой интеграции.

Программное обеспечение

Aerosol Instrument Manager® Software: сбор данных и управление ими. Программа предназначена для использования с операционными системами Microsoft® Windows®. Имеет выпадающие меню и диалоговые окна для упрощения установки, эксплуатации, сбора и анализа данных.
Data Merge: обеспечивает объединение данных от спектрометров SMPS и APS для получения распределения частиц по размерам в широком диапазоне от 2,5 нм до 20 мкм с представлением данных с унимодальной, бимодальной и тримодальной функцией распределения.
Функциональность: 3938 SMPS позволяет выполнять измерения без использования внешнего компьютера.

Конденсационные счетчики частиц (CPC)

               

 

Бутанольные: TSI имеет большой опыт разработки и изготовления надежных качественных конденсационных счетчиков частиц. Полностью совместим с SMPS, имеет широкий диапазон подсчета частиц, встроенную коррекцию совпадений для обеспечения высокой точности для измерения частиц с размером до 2,5 мкм.    

Водные: TSI предлагает линейку прецизионных водных конденсационных счетчиков в качестве альтернативы счетчикам с использованием спирта. Используя запатентованную технологию конденсации с ламинарным потоком эти изделия подсчитывают частицы с размером до 2,5 нм с концентрацией до 400000 частиц на см3, обеспечивая подсчет отдельных частиц.    

Технические характеристики

SMPS
Усреднение данных (сканирований на пробу)	1-999, по выбору пользователя
Расход аэрозоля	0.2 - 5 л/мин, регулируется пользователем
Расход воздуха обдува	2 - 30 л/мин, регулируется пользователем
Рабочая жидкость	н-бутиловый спирт (бутанол) или дистилированная вода (в зависимости от модели счетчика срс)
Рабочая температура	10 - 40°C
Температура хранения	-10 - 55°C
Температура аэрозоля на входе	10 - 40°C
Влажность	0 - 90%, без конденсации
Давление	70 - 125 кПа
Регистрация данных	Хранение до 2 недель во внешнем накопителе или использование ПК через Ethernet.
Размер файла на пробу	Различается в зависимости от времени отбора – 5,7 кБайт (120 сек до сканирования, 15 сек. – после) Напряжение DMA - отрицательное стандартно 3082HVPOS - 2-ое (положительное) напряжение
Дисплей	640×480 пикселей цветной сенсорный экран ЖКИ для электростатического классификатора
Коммуникации	RS-232 и USB для данных; RS-232, USB, и Ethernet для состояния
Входы аэрозолей	Три одностадийных инерционных импактора (каждый - с разным размеров отсечки)
Потребляемая мощность	3772 cpc - 210 Вт 3775/6 cpc - 335 Вт 3787/8 wcpc - 200 Вт 3082 - 200 Вт
Габаритные размеры (в-ш-диам/масса)	3081A - (61 × 8 × 8) см / 5.4 кг 3085A - (21 × 8 × 8) см / 2.2 кг 3082 - (40 × 28 × 40) см / 14.2 кг 3772 - (26 × 18 × 25) см / 5.5 кг 3775/6 - (25 × 32 × 37) см / 9.9 кг 3787/8 - (31 × 16 × 28) см /5.5 кг
Опции нейтрализатора аэрозолей – заказываются отдельно	3077 - 74 МБк (2 мКи), Kr85 период полур.- 10.8 лет 3077А - 370 МБк (10 мКи), Kr85 период полур.- 10.8 лет 3088 - Мягкое X-изл. <9.5 кэВ ~8,760 часов работы 6005931 - Свинцовое покрытие колонны для 3077/3077A

 

Модель	Диапазон размеров частиц, мкм	Концен- трация частиц, см-3	Время изме- рения (сек)	Разрешение (кол-во каналов)	Каналов на декаду	Ключевые особенности	DMA	CPC	Конденси- рующаяся жидкость
3938L72	0,01 – 1,0	1 - 107	10 – 600 сек (по выбору пользователя)	Различается в зависимости от модели, 167 каналов для диапазона 0,025 – 1,0 мкм	4, 8, 16, 32, 64 по выбору пользователя	Высокое разрешение, гибкость за счет возможности использования разных взаимозаменяемых компонентов	3081	3772	н-бутиловый спирт
3938L75	0,01 – 1,0	2 – 108						3775
3938N75	0,004 – 0,15						3085
3938NL75	0,004 - 1,0						3081 и 3085
3938L76	0,01 – 1,0	10 - 107					3081	3776
3938N76	0,0025 – 0,15						3085
3938NL76	0,0025 – 1,0						3081 и 3085
3938L87	0,01 – 1,0	1 – 108					3081	3787	вода
3938N87	0,005 – 0,15						3085
3938NL87	0,005 – 1,0						3081 и 3085
3938L88	0,01 – 1,0	2 - 107					3081	3788
3938N88	0,0025 – 0,15						3085
3938NL88	0,0025 – 1,0						3081 и 3085