A нефелометр - это прибор для измерения концентрации взвешенных частиц в жидкости или газе коллоиде. Нефелометр измеряет взвешенные частицы, используя световой луч (исходный луч) и световой детектор, установленный с одной стороны (часто 90 °) от исходного луча. Плотность частиц тогда является функцией света , отраженного в детектор от частиц. В некоторой степени, количество отраженного света для данной плотности частиц зависит от свойств частиц, таких как их форма, цвет и отражательная способность. Нефелометры калибруются по известным твердым частицам, затем используются факторы окружающей среды (k-факторы), чтобы соответственно компенсировать более светлую или более темную пыль. K-фактор определяется пользователем путем включения нефелометра рядом с насосом для отбора проб воздуха и сравнения результатов. На рынке представлено большое количество нефелометров исследовательского уровня, а также открытых разновидностей.
Внешнее видео | |
---|---|
Андреа Полли, Падение частиц, художественная инсталляция с использованием нефелометра для визуализации твердых частиц, 2013 |
Основные области применения нефелометров связаны с измерением качества воздуха для мониторинга загрязнения, мониторинга климата и видимости. Переносимые по воздуху частицы обычно представляют собой биологические загрязнители, твердые частицы, газообразные загрязнители или пыль.
В таблице слева показаны типы и размеры различных твердых частиц. Эта информация полезна для понимания характера загрязнения твердыми частицами внутри здания или в окружающем воздухе. Это также полезно для понимания уровня чистоты в контролируемой среде.
Биологические загрязнители включают плесень, грибок, бактерии, вирусы, шерсть животных, пылевых клещей, пыльцу, клетки кожи человека, части тараканов или что-либо живое или живое одновременно. Они являются самым большим врагом специалистов по качеству воздуха в помещениях, поскольку представляют собой загрязнители, вызывающие проблемы со здоровьем. Уровни биологического загрязнения зависят от влажности и температуры, которые поддерживают жизнедеятельность микроорганизмов. Присутствие домашних животных, растений, грызунов и насекомых повысит уровень биологического заражения.
Воздух в оболочке - это чистый отфильтрованный воздух, который окружает поток аэрозоля, чтобы предотвратить циркуляцию или осаждение твердых частиц в оптической камере. Воздух в оболочке предотвращает загрязнение, вызванное отложениями и отложениями, улучшает время отклика, удерживая образец, и улучшает обслуживание, поддерживая чистоту оптической камеры. Нефелометр создает воздух оболочки, пропуская воздух через нулевой фильтр перед началом отбора пробы.
Нефелометры также используются в исследованиях глобального потепления, в частности, для измерения глобального радиационного баланса. Трехволновые нефелометры, оснащенные заслонкой обратного рассеяния, могут определять количество солнечного излучения, которое отражается обратно в космос пылью и твердыми частицами. Этот отраженный свет влияет на количество излучения, достигающего нижних слоев атмосферы Земли и нагревая планету.
Нефелометры также используются для измерения видимости с помощью простых одноволновых нефелометров, используемых во всем мире многими EPA. Нефелометры, измеряя светорассеяние, могут определять видимость на расстоянии с помощью коэффициента преобразования, называемого.
В медицине нефелометрия используется для измерения иммунной функции.
Газофазные нефелометры также используются для обнаружения дыма и других частиц горения. При таком использовании устройство называется аспирационным дымовым извещателем. Они обладают способностью обнаруживать чрезвычайно низкие концентрации частиц (до 0,005%) и поэтому очень подходят для защиты чувствительного или ценного электронного оборудования, такого как мэйнфреймы и телефонные коммутаторы.
Более популярный термин для этого инструмента в Проверка качества воды - это мутномер . Однако могут быть различия между моделями турбидиметров в зависимости от расположения (геометрия ) пучка источника и детектора. Нефелометрический турбидиметр всегда отслеживает свет, отраженный от частиц, а не затухание из-за облачности. В США мониторинг окружающей среды стандартная единица мутности называется нефелометрическими единицами мутности (NTU), а международная стандартная единица называется Нефелометрический блок формазина (ФНУ). Наиболее распространенной единицей измерения является единица измерения мутности формазина (FTU), хотя различные методы измерения могут давать совершенно разные значения, как указано в FTU (см. Ниже).
Газофазные нефелометры также используются для исследования атмосферы. Они могут предоставить информацию о видимости и атмосферном альбедо.