ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی چیست؟ – انواع و کاربرد آن

اندازه گیری و تشخیص ذرات معلق و گرد و غبار در هوا و هر محیط دیگری توسط دستگاه ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی انجام می شود. گرد و خاک، دود غلیظ، گاز مه آلود و آلوده کننده های دیگر در هوا می تواند زندگی افراد را دچار اختلال کند، میزان این آلاینده ها با دستگاه ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی انجام می شود. به این دستگاه، پارتیکل کانتر نیز می گویند. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به معرفی دستگاه ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی، طرز کار و انواع آن می پردازد.

فهرست مطالب :

۱- آلودگی هوا چیست؟

۲- ذره سنج یا غبار سنج آزمایشگاهی (پارتیکل کانتر) چیست؟

۳- انواع ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی چیست؟

۱-۳- پارتیکل کانتر آئروسل (ذرات معلق)

۲-۳- پارتیکل کانتر مایع

۳-۳- پارتیکل کانتر جامد

۴- روش کار ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی

۵- نکات مهم در انتخاب یک ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی

۶- راه های تشخیص و شناسایی توسط دستگاه ذره سنج آزمایشگاهی

۷- کمپانی های ساخت و قیمت خرید و فروش

۱- آلودگی هوا چیست؟

ذرات گرد و غبار، دودهای غلیظ و بوهای نامطبوع نمونه هایی از مواد آلاینده هوا می باشند که زندگی انسان ها را دچار مشکل می کنند. می توان گفت طبیعت باعث به وجود آمدن اولین آلوده کننده ها شده است. دود، بخارهای بدبو، گازهایی که از آتشفشان ها متصاعد می شود، مه هایی که از ذرات پخش شده از درختان کاج ایجاد می شود و خاکسترهای آتشفشانی نمونه هایی از آلاینده های طبیعی هستند. امروزه علاوه بر این، فعالیت انسان ها نیز بر میزان آلودگی های جو زمین اضافه می کند. دود حاصل از کوره های زغال سوز در شهرها از مهمترین آلاینده های هوا می باشد.

همه ی این عوامل باعث تخریب لایه اوزون در لایه های بالای اتمسفر می شود. مشکلات حاصل از تخریب لایه اوزون بسیار زیاد است که یکی از آن ها، رسیدن اشعه ماوراء بنفش به زمین و ایجاد بیماری هایی چون سرطان پوست، کم کردن سیستم ایمنی بدن و ایجاد آب مروارید چشم است.

۲- ذره سنج یا غبار سنج آزمایشگاهی (پارتیکل کانتر) چیست؟

آلاینده های هوا توسط دستگاهی به نام ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی اندازه گیری می شود. نام دیگر این دستگاه به نام پارتیکل کانتر بوده و می تواند در یک زمان هم برای تشخیص ذرات معلق در هوا و هم اندازه گیری آن ها، استفاده شود. این ذرات با استفاده از پارتیکل کانتر قابل محاسبه می باشند. حتی برای سنجیدن میزان تمیز بودن یک اتاق مانند اتاق های ایزوله از دستگاه پارتیکل کانتر استفاده می شود. از ذره سنج ها در تعیین کیفیت هوا، اندازه گیری آلاینده ها در محیط هایی مانند اتاق عمل، بیمارستان ها، استخراج معادن، تشخیص منابع گسیل، محیط آزمایشگاهی و یا بعضی از محیط های صنعتی استفاده می شود. غبارسنج با توجه به کاربردهای آن به انواع مختلفی تقسیم می شود.

۳- انواع ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی چیست؟

دستگاه غبارسنج با توجه به نوع کاربرد آن به سه دسته پارتیکل کانتر مایع، جامد و آئروسل تقسیم می شود. برخی از ویژگی های این غبارسنج ها را در زیر بررسی می کنیم.

۱-۳- پارتیکل کانتر آئروسل (ذرات معلق) :

ذره شمار معلق در واقع همان غبارسنج است که می تواند به تشخیص ذرات معلق در محیط های مختلف مانند هوا و شمارش این ذرات بپردازد. این ذره شمار در واقع می تواند آلودگی ها و کیفیت هوا را محاسبه و تعیین کند. بر اساس استانداردهای طبقه بندی های خاص در آمریکا برای امور مختلف، اتاق ها بر اساس تمیزی دسته بندی می شوند. پارتیکل کانتر وسیله ای است که با آن می توان به طبقه بندی اتاق های تمیز در مکان های مختلف مانند بیمارستان ها پرداخت.

۲-۳- پارتیکل کانتر مایع :

کیفیت مایعات را می توان با عبور پارتیکل کانتر مایع از میان آن ها به دست آورد. از این ذره شمارها در اندازه گیری کیفیت آب آشامیدنی، ساخت قطعات، داروهای تزریقی، تمیز کردن تجهیزات برق و تعیین میزان تمیزی مایعات هیدرولیک استفاده می شود. ذره شمارهای مایع به صورت انواع مختلف قابل حمل و یا قابل نصب در تجهیزات بوده و با نظارت در سطح مایعات هیدرولیکی می تواند، خرابی های آن را تعیین کرده و توسط کاربر تعمیر شود.

۳-۳- پارتیکل کانتر جامد :

در صنعت ذره شمارهای جامد کاربرد زیادی داشته و می تواند ذرات خشک را اندازه گیری کند. به عنوان مثال در فرآیند حفر معدن، برای پی بردن به این که ذرات ورودی از یک خرد کننده ی سنگ در چه سایزی هستند، توسط این ذره شمارها تعیین می شود.

۴- روش کار ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی :

اساس شمارش ذرات در پارتیکل کانتر، تابش نور، تیرگی نور و تشکیل تصویر مستقیم می باشد. بعد از عبور ذرات از بین یک منبع نوری با شدت بالا که می تواند لیزر یا نور هالوژنی باشد، توسط یک سنسور، این نور مشخص می شود. زمانی که از تشکیل تصویر مستقیم استفاده می شود، پشت سلول محل قرار گرفتن منبع هالوژنی نور خواهد بود. ذرات عبوری نیز توسط دوربینی با تفکیک و بزرگ نمایی زیاد، ثبت و توسط نرم افزار کامپیوتری آنالیز می شود. در روش استفاده از تیرگی نور، دامنه نور از دست رفته یا مسدود شده اندازه گیری، شمارش و جدول بندی ذرات انجام می شود.

۵- نکات مهم در انتخاب یک ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی :

یکی از مواردی که باید در انتخاب یک غبارسنج دقت کنیم، تعداد کانال ها برای ذرات است که این ذرات دارای سایزهای مختلف هستند. دومین مورد، دانستن بیشترین ذره ای است که در یک لیتر قابل شمارش است. همچنین در این انتخاب، باید به اندازه کوچکترین و بزرگترین سایز ذره ای که قابل اندازه گیری با دستگاه است، توجه کرد.

۶- راه های تشخیص و شناسایی توسط دستگاه ذره سنج آزمایشگاهی :

مسدود کردن نور، پراکندگی نور، تصویربرداری مستقیم و اصل کولتر از جمله روش هایی است که برای اندازه گیری و شناسایی ذرات استفاده می شود. معمول ترین روش ها از بین این چند روش، مسدود کردن نور بوده و دارای درجه اطمینان و تشخیص بالا در اندازه گیری می باشد. از این روش برای ذراتی استفاده می شود که اندازه ای بزرگتر از یک میکرومتر دارند. اما روش پراکندگی نور که بر اساس میزان نور عبوری از ذره استوار است، برای اندازه گیری ذرات کوچک استفاده می شود. حساسیت این روش به ذراتی با اندازه ۰,۰۵ میکرومتر یا بزرگتر است. در این روش شدت نور تابش شده متأثر از ضریب شکست ذرات، اندازه ذرات و طول موج تابش می باشد.

در روش تصویربرداری مستقیم از منبع نور لیزری استفاده کرده و سلولی که ذره از آن در حال عبور می باشد، با این منبع نور روشن می شود. شناسایی ذراتی با حد و اندازه نانومتر از روش CNC استفاده می شود.

۷- کمپانی های ساخت و قیمت خرید و فروش :

کمپانی های مختلفی انواع متفاوتی از دستگاه های ذره سنج یا غبارسنج آزمایشگاهی را تولید و عرضه می کنند. کمپانی TSI آمریکا، یکی از این شرکت هاست که غبارسنج محیطی پرتابل برای اندازه گیری ذرات معلق تولید می کند. از دستگاه های غبارسنج با کیفیت بالایی که در بازار جهانی وجود دارند می توان به پارتیکل کانتر اکستج (EXTECH)، یونی تی (uni- t)، فلوک (fluke)، ای زد (AZ) و … اشاره کرد. کمپانی cem نیز از معتبرترین کمپانی ها در تولید پارتیکل کانتر می باشد که دارای نمایندگی در ایران برای فروش و عرضه محصولات خود می باشد. دستگاه های غبارسنج با برندهای مختلفی که گفته شد با توجه به نوع کمپانی های تولید کننده، به قیمت های مختلف خرید و فروش می شوند.