Detektion och reglering av partikelutsläpp är av stor betydelse. Protokollet är viktigt eftersom det tillåter vem som helst att bygga, testa och använda en enkel partikelsensor. Fördelen med metoden ligger inte bara i denna enkelhet, utan också i de mångsidiga möjligheterna att anpassa sensorformen till olika behov med minimal utrustning och minimala totalkostnader.
Förutom sot kan sensorn detektera veriteter av laddade partiklar och är lämplig för många applikationer. Till exempel särskild metalldetektering för kraftverk, bränder i industrier och bilar. För att börja tillverka elektroderna ta två kopparrör, med diametrar på 18 millimeter respektive 22 millimeter.
Mät nio millimeter från toppen av båda rören och markera dessa positioner. Skär genom rören med rörskärare vid markeringarna utan att använda för mycket kraft. Avgrada kopparringarna försiktigt utan att lägga för mycket tryck på dem och utan att repa elektrodytorna.
Detta är ett kritiskt steg som påverkar sensorernas prestanda. Därefter, innan du lödar elektroderna, polera kopparringarna för att bli av med det oxiderade kopparskiktet på ytorna. Kläm fast ringen som ska lödas i ett skruvstycke.
Förtenna både kopparringen och kabeln innan du löder kabeln till ringen. Löd den röda kabeln till den inre kopparringen på 18 millimeter och den svarta kabeln till den yttre kopparringen på 22 millimeter. Fäst den inre elektrodhållaren på flödeskanalen och vänta i en timme för att låta limet härda.
För sedan kabeln genom kabelkanalen och se till att det finns tillräckligt med utrymme för lödpunkten. Placera den inre elektrodringen på 18 millimeter på hållaren. Mata sedan kabeln genom kabelkanalen och placera den 22 millimeter yttre elektrodringen på respektive hållare.
Limma fast den yttre elektrodhållaren på flödeskanalen. Sätt in distansen i gapet mellan de två kopparelektroderna och vänta en timme för att låta limet härda. Försegla alla kabelkanaler med epoxilim.
Vänta sedan över natten tills limet härdar. Nästa dag, sätt in vakuumtätningen i den tryckta ventilen på den yttre elektroden. Sedan, efter att ha satt in de två sensorsidorna i varandra, fäst dem med vakuumklämman.
Bygg sensorinställningen som visas på bilden. För att göra det, anslut först högspänningsströmförsörjningen till högspänningselektrodens röda sensorkabel. Anslut sedan den svarta sensorkabeln till bänkens multimeterspänningsingång.
Därefter, efter att ha samlat elektrometern jord eller GND med en strömförsörjning GND, anslut multimeter USB-kabeln till datorn. När multimetern är ansluten till datorn, införliva sensorn i aerosolmätningsinställningen enligt den visade layouten. Se till att utspädningsbryggan är stängd innan du startar experimentet. Anslut utspädningsbryggans utlopp till aerosolblandarens inlopp och släpp ut två av aerosolblandningen i sensorinloppet.
Anslut ett högeffektivt partikelabsorberande filter eller HEPA-filter till sensorutloppet och anslut HEPA-utloppet till massflödesregulatorn eller MFC-inloppet. Använd en wye-koppling och anslut aerosolblandarens utlopp ett och utspädningsluftflödet till den delade änden av wye-kopplingen. Anslut referensinstrumentets inlopp till den enda änden av wye-kopplingen.
Starta experimentet genom att ansluta aerosolgeneratorn till utspädningsbryggan och se till att utspädningsbryggan är stängd. Klicka på Mått på referensinstrumentet. Öppna långsamt utspädningsbryggan tills önskad aerosolmasskoncentration på tre till fem milligram per kubikmeter uppnås innan data loggas på referensinstrumentet.
Observera referensinstrumentets partikelmasskoncentration. När aerosolkällan är stabil, slå på sensorns strömförsörjning vid 1 000 volt och börja logga data. Efter att ett jämviktstillstånd för ackumulering och fragmentering av dendriter uppnåddes blev sensorsignalen proportionell mot den inkommande sotkoncentrationen.
Den vertikala axeln visar sensorsignalen i ampère, och den horisontella axeln visar aerosolkoncentrationen mätt av referensinstrumentet i milligram per kubikmeter. En linjär passform med dess representativa parametrar beräknades från diagrammet. Vidare visade ett experiment där kortslutning hände på grund av bildandet av sotbroar i elektroderna att signalen steg brant i steg utan att stoppa eller plana ut.
Dendriter bildades inte längre och sensorn var inte längre i jämvikt. Det är viktigt att tillverka elektroderna mycket noggrant och skapa ett enhetligt elektrodgap. För att säkerställa en tillförlitlig testmiljö bör experimentuppställningen reproduceras enligt demonstrationen.
Detta protokoll bör motivera myndigheter, företag, forskargrupper och medborgarforskare att reproducera denna enkla sensorkonstruktion och bygga sin egen partikeldetektor.