ГОСТ Р 54597—2011
21
размером от приблизительно 3 нм до приблизительно 800 нм, хотя для расширения этого диапазона не-
обходимо параллельно использовать несколько приборов. Частицы, получив известный заряд, прохо-
дят через электростатическое поле с точно установленной напряженностью. Электростатические силы
приводят заряженные частицы в движение между электродами, и частицы с определенной подвижно-
стью отбирают на выходе и подсчитывают. Изменение разности потенциалов дает возможность после-
довательно подсчитывать частицы с электрической подвижностью, соответствующей определенному
диапазону диаметров частиц, и, таким образом, получить распределение частиц по размерам. В при-
борах другой конструкции напряжение между электродами может меняться пошагово, а не непрерывно.
Обычно частицы аэрозоля приобретают известный заряд, проходя через биполярное ионное облако,
инициируемое радиоактивным источником. Наведение заряда также осуществляют и в униполярном
ионном облаке, хотя при этом больше неопределенность заряда, приобретаемого частицами заданного
диаметра. Частицы, разделенные под действием электростатического поля, подсчитывают с помощью
СРС или электрометром.
Преимущество SMPS состоит в том, что диаметр подвижности приблизительно эквивалентен диа-
метру площади проекции частиц (определяемому как диаметр сферы с такой же площадью проекции,
что и у определяемой частицы) компактной формы или фрактальным размером менее 2. В этих слу-
чаях для преобразования распределения частиц по размерам к средней площади проекции частиц
аэрозоля не требуется дополнительных допущений относительно формы частиц, что обеспечивает
достаточно точное измерение поверхностной концентрации частиц аэрозоля на основе площади про-
екции по полученным распределениям частиц по размерам. При использовании концентрических ци-
линдрических электродов площадь активной поверхности отобранных частиц прямо пропорциональна
приложенному напряжению между электродами, что обеспечивает относительно простое определение
площади активной поверхности на основе измерений [62]. Для облегчения сравнения данных, полу-
чаемых на SMPS, необходимо дополнительно стандартизировать условия работы (например, пределы
интегрирования) приборов и выполнять межлабораторные сравнения [67].
Широкое применение SMPS в рабочей зоне ограничено их размерами, высокой стоимостью,
сложностью эксплуатации, необходимостью применения двух или даже трех приборов, работающих
параллельно для получения широкого распределения частиц аэрозоля по размерам, и использовани-
ем радиоактивного источника для приведения аэрозоля в состояние с равновесным распределением
зарядов. Современные приборы для получения распределения частиц по размерам, основанные на
измерении диаметра подвижности частиц, с рядом параллельно установленных электрометров, дают
возможность быстро получить распределение частиц по размерам, не используя при этом радиоактив-
ный источник. В этих приборах, иногда называемых «быстрыми измерителями подвижности частиц»,
изначально происходит наведение заряда на аэрозоль с помощью однополюсного зарядного устрой-
ства, а на выходе получают распределение диаметров подвижности частиц с помощью набора па-
раллельно установленных датчиков на основе электрометров. Временнóе разрешение этих приборов
может составлять 1 с или менее, а работа при атмосферном давлении снижает испаряемость летучих
частиц. Применение таких приборов ограничено относительно высокой счетной концентрацией частиц
аэрозоля, хотя отсутствие радиоактивного источника делает их конкурентноспособными по сравнению с
SMPS для использования во многих рабочих зонах. Также был разработан компактный классифика-тор
частиц аэрозоля по их подвижности, основанный на миграции частиц в противодействующем по-токе
воздуха [68].
6.3.2 Определение распределения частиц по размерам с использованием инерционного
осаждения
Инерционные импакторы с последовательно уменьшающимися границами отделения фракции
могут быть использованы последовательно или последовательно соединены для измерения массовой
концентрации аэрозоля в пределах конкретных диапазонов размеров или для получения распределе-
ния частиц аэрозоля по размерам [69]. Серийно выпускают каскадные импакторы различных конструк-
ций, что дает возможность проводить индивидуальный или стационарный отбор проб, выбирая со-
ответствующие ограничения размеров частиц. Минимальный размер частиц, отсекаемый каскадными
импакторами для индивидуального отбора проб, составляет 250 нм и более, поэтому с помощью этих
устройств можно получить только очень ограниченную информацию о распределении частиц нано-
аэрозоля по размерам. Выпускаемые каскадные импакторы для стационарного отбора проб имеют
меньший минимальный отсекаемый размер частиц в нанометровом диапазоне, для некоторых импак-
торов он составляет около 10 нм. Определение распределения частиц аэрозоля по размерам в наноме-
тровом
диапазоне
с
использованием
каскадных
импакторов
в
значительной
степени
зависит
от
отбора