ГОСТ Р 54597—2011
22
достаточного количества вещества на предшествующих стадиях разделения, чтобы осуществить коли-
чественное определение, но предотвратить перегрузку на последующих стадиях. Перегрузка приводит к
ухудшению селективности стадий импактора и вероятности для уже осажденного вещества вновь
попасть в поток воздуха и осесть на следующей стадии. Отражение частиц может привести к переносу
крупных частиц на более низкие ступени импактора, таким образом, искажая полученные распределе-
ния частиц по размерам. Общие способы предотвращения перегрузки — использование накопитель-
ных пластин с несколькими диафрагмами, вращение подложек для улавливания частиц и использова-
ние пропитанных и/или пористых подложек. Другим способом предотвращения перегрузки на более
поздних стадиях разделения при улавливании наночастиц будет использование высокоэффективного
устройства предварительного разделения частиц по размерам для удаления крупных частиц перед от-
бором проб каскадным импактором.
Для получения распределения частиц аэрозоля по размерам на основе данных, полученных с
помощью каскадного импактора, необходимо применение программы преобразования данных. Самый
простой способ в данном случае — вычислить суммарную массовую концентрацию с использованием
диаметра частиц и использовать полученные результаты для оценки аэродинамического диаметра, со-
ответствующего MMAD и его GSD. При вычислении этим способом полагают, что на стадии разделения
не происходит потерь частиц, делают допущение об идеальном поведении импактора и унимодальном
логнормальном распределении частиц аэрозоля по размерам. Более точное распределение частиц по
размерам может быть получено путем дифференцирования кумулятивного распределения. Однако
чтобы получить полный расчет характеристик улавливания частиц на каждой стадии разделения, не-
обходимо применять более сложную программу преобразования данных [70]. Для этого необходимы
априорные допущения о характере распределения частиц по размерам (например, по числу мод), но
для реального распределения не всегда можно получить представительную информацию.
Поскольку каскадные импакторы обычно используют для получения распределения частиц аэро-
золя по размерам, взвешенного по массе, для оценки распределения частиц аэрозоля по размерам,
взвешенного по площади поверхности или счетной концентрации частиц, необходимы допущения о
форме и плотности частиц. Эти параметры редко определяют количественно, поэтому следует с осо-
бым вниманием интерпретировать результаты, полученные с применением каскадного импактора
в единицах счетной концентрации или площади поверхности аэрозоля.
6.3.3 Измерения с использованием электрических импакторов низкого давления
В ELPI улавливание частиц осуществляется за счет инерционных сил с последующим обнару-
жением частиц электрическим способом для получения приближенных к реальному времени распре-
делений по размерам частиц аэрозоля диаметром более 7 нм [71]. Однако результаты, относящиеся к
самой нижней стадии разделения, будут иметь достаточно высокую неопределенность, обусловленную
потерями частиц и неопределенностями истинной ширины размерного канала. Максимальный размер
частиц, определяемых прибором, — 10 мкм, но на практике надежные результаты могут быть получены
только при размере не более 2,5 мкм из-за значительных потерь частиц большего размера. Частицы
аэрозоля заряжаются в однополюсном ионном зарядном устройстве перед попаданием в каскадный
импактор. Каждая ступень импактора электрически изолирована и подсоединена к многоканальному
электрометру, что обеспечивает измерение накопления заряда со временем. Как и в случае диффу-
зионного зарядного устройства (см. 6.2.3), заряд частицы напрямую связан с площадью активной по-
верхности. Таким образом, интегрированный сигнал электрометра по всем стадиям разделения напря-
мую связан с площадью активной поверхности частиц аэрозоля. Сигнал электрометра от одной ступени
соответствует площади активной поверхности частиц в пределах узкого диапазона аэродинамических
диаметров, что позволяет ограниченно интерпретировать форму отобранных частиц. Если известен
вид зависимости эффективности наведения заряда от аэродинамического диаметра частиц или от-
носительно него могут быть сделаны некоторые допущения, то данные, полученные на ELPI, могут
быть выражены в единицах взвешенного по числу частиц распределения аэрозоля по их размерам. На
практике эффективность наведения заряда определяют экспериментально. Также можно интерпрети-
ровать результаты измерений в единицах массовой концентрации частиц или взвешенного по массе
распределения частиц по размерам, хотя для этого необходимо знать вид зависимости эффективной
плотности частиц от их размера.
Пробы частиц аэрозолей, отобранные с помощью ELPI, кроме определения содержания и рас-
пределения частиц по размерам в выбранном диапазоне в режиме реального времени с использова-
нием различных систем показателей могут быть проанализированы в автономном режиме. Возмож-
ность
исследования
собранных
частиц
после
отбора
проб
может
быть
реализована
при
валидации
и