Нефелометр

Внешние видео
Внешние видео
	Андреа Полли, «Падение частиц» , художественная инсталляция с использованием нефелометра для визуализации твердых частиц (2013).

нефелометр ^[1] или аэрозольный фотометр ^[2] представляет собой прибор для измерения концентрации взвешенных частиц в жидком или газовом коллоиде . Нефелометр измеряет взвешенные частицы, используя световой луч (луч источника) и светодетектор, установленный на одной стороне (часто 90 °) от луча источника. частиц Плотность тогда является функцией света, отраженного от частиц в детектор. В некоторой степени то, сколько света отражается при данной плотности частиц, зависит от свойств частиц, таких как их форма, цвет и отражательная способность . Нефелометры калибруются по известным частицам, а затем используют факторы окружающей среды (k-факторы) для компенсации пыли более светлого или темного цвета соответственно. К-фактор определяется пользователем путем запуска нефелометра рядом с насосом для отбора проб воздуха и сравнения результатов. ^{[ нужны разъяснения ]} На рынке представлен широкий выбор нефелометров исследовательского уровня, а также варианты с открытым исходным кодом . ^[3]

Нефелометр использует

Основное использование нефелометров связано с измерением качества воздуха для мониторинга загрязнения, мониторинга климата и видимости. Частицы, переносимые по воздуху, обычно представляют собой биологические загрязнители, твердые частицы, газообразные загрязнители или пыль. ^{[ нужна ссылка ]}

В прилагаемой таблице показаны типы и размеры различных загрязняющих частиц. Эта информация помогает понять характер загрязнения твердыми частицами внутри здания или окружающего воздуха, а также уровень чистоты в контролируемой среде. ^{[ нужна ссылка ]}

Биологические загрязнители включают плесень, грибки, бактерии, вирусы, перхоть животных, пылевых клещей, пыльцу, клетки кожи человека, части тараканов или что-либо живое или живое когда-либо. Они являются злейшими врагами специалистов по качеству воздуха в помещениях, поскольку являются загрязнителями, вызывающими проблемы со здоровьем. Уровни биологического загрязнения зависят от влажности и температуры, обеспечивающих жизнедеятельность микроорганизмов. Присутствие домашних животных, растений, грызунов и насекомых повысит уровень биологического загрязнения. ^{[ нужна ссылка ]}

Оболочка воздушная

Оболочный воздух — это чистый отфильтрованный воздух, который окружает поток аэрозоля и предотвращает циркуляцию или осаждение частиц внутри оптической камеры. Воздух в оболочке предотвращает загрязнение, вызванное отложениями и отложениями, сокращает время отклика за счет удержания образца и упрощает обслуживание за счет поддержания чистоты оптической камеры. Нефелометр создает оболочку воздуха, пропуская воздух через нулевой фильтр перед началом отбора проб. ^{[ нужна ссылка ]}

Глобальный радиационный баланс

Нефелометры также используются в исследованиях глобального потепления, в частности, для измерения глобального радиационного баланса. Три нефелометра длины волны, оснащенные затвором обратного рассеяния, могут определить количество солнечного излучения, которое отражается обратно в космос пылью и твердыми частицами. Этот отраженный свет влияет на количество радиации, достигающей нижних слоев атмосферы Земли и нагревающей планету. ^{[ нужна ссылка ]}

Видимость

Нефелометры также используются для измерения видимости с помощью простых одноволновых нефелометров, используемых во всем мире многими агентствами по охране окружающей среды. Нефелометры, измеряя рассеяние света, могут определять видимость на расстоянии с помощью коэффициента преобразования, называемого формулой Кошмидера . ^{[ нужна ссылка ]}

Лекарство

В медицине нефелометрия используется для измерения иммунной функции. Он также используется в клинической микробиологии для приготовления стандартизированного инокулята (суспензии МакФарланда) для тестирования чувствительности к противомикробным препаратам. ^[4]^[5]

Обнаружение пожара

Газофазные нефелометры также используются для обнаружения дыма и других частиц сгорания . В таком случае устройство называется аспирационным детектором дыма . Они способны обнаруживать чрезвычайно низкие концентрации частиц (до 0,005%) и поэтому отлично подходят для защиты чувствительного или ценного электронного оборудования, такого как центральные компьютеры и телефонные коммутаторы . ^{[ нужна ссылка ]}

Единицы мутности

Установка нефелометра в национальном парке Акадия.

Мутномеры, используемые на водоочистных станциях для измерения мутности (в NTU) сырой воды и чистой воды после фильтрации.

Поскольку оптические свойства зависят от размера взвешенных частиц, стабильный синтетический материал под названием « Формазин » с одинаковым размером частиц часто используется в качестве стандарта для калибровки и воспроизводимости. ^[6] Эта единица называется единицей измерения мутности формазина (FTU).
Нефелометрические единицы мутности (NTU), определенные Агентством по охране окружающей среды США, представляют собой особый случай FTU, где указаны источник белого света и определенные геометрические свойства измерительного устройства. (Иногда используется альтернативная форма «единицы мутности нефелоса». ^[7]^[8])
Формазиновые нефелометрические единицы (FNU), предписанные для 9 измерений мутности при очистке воды согласно ISO 7027 , еще один особый случай FTU с ближним инфракрасным светом (NIR) и рассеянием на 90°.
Единицы затухания формазина (FAU), указанные в стандарте ISO 7027 для стандартов очистки воды для измерения мутности при 0 °, также являются особым случаем FTU.
Единицы обратного рассеяния формазина (FBU), не входящие в стандарт, представляют собой единицы оптических детекторов обратного рассеяния (OBS), измеренные при температуре c. 180°, также частный случай FTU.
Единицы измерения мутности Европейской пивоваренной конвенции (EBC)
Единицы концентрации (CU)
Оптическая плотность (ОП)
Единицы мутности Джексона «Свеча» (JTU; ранняя мера)
Шлемы Войска
Единицы измерения мутности Американского общества химиков-пивоваров (ASBC-FTU)
Шкала мутности Брантнера (BHS) и единицы мутности Брантнера (BHU) для целенаправленного мутного пива.
Части на миллион стандартного вещества, например PPM/DE (кизельгур)
«Trübungseinheit/Formazin» (TE/F) — немецкий стандарт, теперь замененный единицей FNU.
диатомит («ppm SiO ₂ ») — старый стандарт, ныне устаревший.

Более популярный термин для обозначения этого прибора при тестировании качества воды — турбидиметр . Однако между моделями турбидиметров могут быть различия в зависимости от расположения ( геометрии ) источника луча и детектора. Нефелометрический турбидиметр всегда контролирует свет, отраженный от частиц, а не затухание из-за облачности. В США мониторинге окружающей среды стандартная единица мутности называется нефелометрической единицей мутности (NTU), а международная стандартная единица называется формазиновой нефелометрической единицей (FNU). Наиболее распространенной единицей измерения является единица мутности формазина (FTU), хотя разные методы измерения могут давать совершенно разные значения, как указано в FTU (см. ниже).

Газофазные нефелометры также используются для изучения атмосферы . Они могут предоставить информацию о видимости и альбедо атмосферы .

См. также

Ссылки

^ «Нефелометр» происходит от греческого слова «облако», nephos , ср. « нефелоидный слой ».
^ Барон, Пол А. (15 января 1998 г.). «Аэрозольные фотометры для измерения вдыхаемой пыли» (PDF) . Руководство NIOSH по аналитическим методам . Проверено 06 апреля 2021 г.
^ Бас Вийнен, GC Anzalone и Джошуа М. Пирс, Мобильная платформа для тестирования качества воды с открытым исходным кодом. Журнал «Вода, санитария и гигиена в целях развития», 4(3), стр. 532–537 (2014). doi:10.2166/washdev.2014.137 открытый доступ
^ «Нефелометр Сенсититр™» .
^ Гине, Роланд М.Ф.; Мазуайе, Мари-Андре (1983). «Лазерная нефелометрическая полуавтоматическая система для экспресс-тестирования бактериальной чувствительности» . Журнал антимикробной химиотерапии . 12 (3): 257–263. дои : 10.1093/jac/12.3.257 . ISSN 0305-7453 .
^ Формазин впервые был использован для стандартизации измерений мутности в 1926 году.
^ Снижение мутности растворов хромовой кислоты , Целлер, III, Роберт Л.; Морган, Рассел Дж.; Раббе, Гилберт Д.; Фискус, Донна Р.; Уилкс-младший, Ричард Л.;Патент США № 5034211, дата подачи 29 октября 1990 г., дата публикации 23 июля 1991 г.
^ Кодекс сельского хозяйства и потребительских услуг Флориды, 2006 г., Глава 5L-1: Кодекс комплексного контроля за моллюсками

[1] «Нефелометр» происходит от греческого слова «облако», nephos , ср. « нефелоидный слой ».

[2] Барон, Пол А. (15 января 1998 г.). «Аэрозольные фотометры для измерения вдыхаемой пыли» (PDF) . Руководство NIOSH по аналитическим методам . Проверено 06 апреля 2021 г.

[3] Бас Вийнен, GC Anzalone и Джошуа М. Пирс, Мобильная платформа для тестирования качества воды с открытым исходным кодом. Журнал «Вода, санитария и гигиена в целях развития», 4(3), стр. 532–537 (2014). doi:10.2166/washdev.2014.137 открытый доступ

[4] «Нефелометр Сенсититр™» .

[5] Гине, Роланд М.Ф.; Мазуайе, Мари-Андре (1983). «Лазерная нефелометрическая полуавтоматическая система для экспресс-тестирования бактериальной чувствительности» . Журнал антимикробной химиотерапии . 12 (3): 257–263. дои : 10.1093/jac/12.3.257 . ISSN 0305-7453 .

[6] Формазин впервые был использован для стандартизации измерений мутности в 1926 году.

[7] Снижение мутности растворов хромовой кислоты , Целлер, III, Роберт Л.; Морган, Рассел Дж.; Раббе, Гилберт Д.; Фискус, Донна Р.; Уилкс-младший, Ричард Л.;Патент США № 5034211, дата подачи 29 октября 1990 г., дата публикации 23 июля 1991 г.

[8] Кодекс сельского хозяйства и потребительских услуг Флориды, 2006 г., Глава 5L-1: Кодекс комплексного контроля за моллюсками

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]