Aerosolimittalaitteiden kalibrointimenetelmän kehitys
Häkkinen, Ella (2017)
Häkkinen, Ella
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017113019166
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017113019166
Tiivistelmä
Opinnäytetyö suoritettiin ilmakehätieteiden osastolla Helsingin yliopiston fysiikan laitoksella.
Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää aerosolimittalaitteiden kalibrointiin soveltuva laitteisto, joka tuottaa kerran varattuja, ominaisuuksiltaan hyvin määriteltyjä hiukkasia. Hiukkasten tulee olla kerran varattuja, sillä monesti varautuneet hiukkaset aiheuttavat ongelmia aerosolihiukkasten koko- ja lukumääräpitoisuuskalibroinnissa. Laitteiston kehityksessä otettiin mallia Jaakko Yli-Ojanperän kehittämästä SCAR (Single Charged Aerosol Reference) -laitteistosta, joka on validoitu 10 – 500 nm kokoisten hiukkasten lukumääräpitoisuusstandardiksi.
Kalibrointilaitteisto rakennettiin, sen toiminta varmistettiin, ja sille määritettiin optimaaliset mittausolosuhteet. Laitteiston testaus suoritettiin kalibroimalla hiukkasten kokoa mittaava differentiaalinen liikkuvuusanalysaattori ja hiukkasten lukumääräpitoisuutta mittaava kondensaatiohiukkaslaskuri.
Työssä onnistuttiin kehittämään aerosolimittalaitteille kalibrointilaitteisto, joka tuottaa kapeita, yhdesti varautuneiden hiukkasten kokojakaumia 1 µm hiukkaskokoon asti. Kahdesti varautuneiden hiukkasten osuus on vain 0,043 %, eli lähes yhtä pieni kuin SCAR-laitteistossa. Kehitettyä laitteistoa voidaan käyttää hiukkasten lukumääräpitoisuusstandardina hiukkaskokoalueella 12 – 1000 nm pitoisuuteen 20 000 cm-3 asti ja sillä voidaan kalibroida luotettavasti aerosolimittalaitteita.
Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää aerosolimittalaitteiden kalibrointiin soveltuva laitteisto, joka tuottaa kerran varattuja, ominaisuuksiltaan hyvin määriteltyjä hiukkasia. Hiukkasten tulee olla kerran varattuja, sillä monesti varautuneet hiukkaset aiheuttavat ongelmia aerosolihiukkasten koko- ja lukumääräpitoisuuskalibroinnissa. Laitteiston kehityksessä otettiin mallia Jaakko Yli-Ojanperän kehittämästä SCAR (Single Charged Aerosol Reference) -laitteistosta, joka on validoitu 10 – 500 nm kokoisten hiukkasten lukumääräpitoisuusstandardiksi.
Kalibrointilaitteisto rakennettiin, sen toiminta varmistettiin, ja sille määritettiin optimaaliset mittausolosuhteet. Laitteiston testaus suoritettiin kalibroimalla hiukkasten kokoa mittaava differentiaalinen liikkuvuusanalysaattori ja hiukkasten lukumääräpitoisuutta mittaava kondensaatiohiukkaslaskuri.
Työssä onnistuttiin kehittämään aerosolimittalaitteille kalibrointilaitteisto, joka tuottaa kapeita, yhdesti varautuneiden hiukkasten kokojakaumia 1 µm hiukkaskokoon asti. Kahdesti varautuneiden hiukkasten osuus on vain 0,043 %, eli lähes yhtä pieni kuin SCAR-laitteistossa. Kehitettyä laitteistoa voidaan käyttää hiukkasten lukumääräpitoisuusstandardina hiukkaskokoalueella 12 – 1000 nm pitoisuuteen 20 000 cm-3 asti ja sillä voidaan kalibroida luotettavasti aerosolimittalaitteita.