U-SMPS 2050 / 2100 / 2200

Universal Scanning Mobility Particle Sizer für vielfältige Anwendungen von 4 – 1200 nm

Der Palas® Universal Scanning Mobility Particle Sizer (U-SMPS) ist erhältlich in zwei Ausführungen. Mit langer Klassiersäule (Modelle 2050 / 2100 / 2200) können Partikelgrössenverteilungen zuverlässig von 8 nm bis 1.200 nm bestimmt werden. Das Palas® U-SMPS System beinhaltet einen Grössenklassierer (definiert in ISO 15900 als Differential Electrical Mobility Classifier (DEMC), auch bekannt als Differential Mobility Analyzer (DMA)), in dem die Aerosolpartikel entsprechend ihrer elektrischen Mobilität selektiert und zum Ausgang geleitet werden.

Diese Partikel werden anschliessend von einem Kondensationspartikelzähler (z. B. Palas® UF-CPC) gezählt. Die drei verfügbaren UF-CPC Modelle erlauben eine optimierte Einzelpartikelzählung in verschiedenen Konzentrationsbereichen. Prof. Wiedensohler vom Ift (Leipzig) entwickelte den Algorithmus, der von Palas® für die Dateninversion der gemessenen Daten zu einer Partikelgrössenverteilung für das U-SMPS genutzt wurde.

Das U-SMPS wird über eine graphische Benutzeroberfläche mit Touchscreen bedient. Ein Scan einer Partikelgrössenverteilung kann in nur 30 Sekunden oder in bis zu 64 Grössenkanälen pro Dekade durchgeführt werden. Die Spannung im DEMC wird dabei kontinuierlich verändert, was zu einer höheren Zählstatistik pro Grössenkanal führt. Am Gerät selbst ist über den integrierten Datenlogger eine lineare und logarithmische Darstellung der Messwerte möglich. Die beiliegende Auswertesoftware ermöglicht vielfältige Datenauswertungen (umfangreiche Statistiken und Durchschnittsberechnungen) und bietet Exportmöglichkeiten.

Der U-SMPS wird üblicherweise als Stand-Alone-Gerät betrieben, kann aber durch verschiedene Schnittstellen (USB, LAN, WLAN, RS-232/485) auch an einen Computer oder ein Netzwerk angeschlossen werden. Der Palas® U-SMPS unterstützt universell DMAs, CPCs und Aerosolelektrometer anderer Hersteller.

Besonders für Kalibrierungsvorhaben sind eine genaue Grössenbestimmung und zuverlässige Leistung des U-SMPS extrem wichtig. Alle Komponenten müssen einen strengen Qualitätssicherungstest durchlaufen und werden betriebsintern zusammengesetzt.

Abbildung zeigt das Funktionsprinzip des U-SMPS:

Bevor das Aerosol in den Grössenklassierer (DEMC-Säule) eintritt, wird es konditioniert. Ein optionaler Trockner (z. B. Kieselgel, Nafion) entzieht den Partikeln die Feuchtigkeit. Ein bipolarer Neutralisierer (z. B. Kr-85) wird verwendet, um eine definierte Ladungsverteilung des Aerosols zu gewährleisten. Um Partikel, die grösser als der Grössenbereich des Klassierers sind, abzuscheiden, wird ein Impaktor am Einlass des DEMC benötigt.



Funktionsprinzip des Universal Scanning Mobility Particle Sizers (U-SMPS)

Danach gelangt das Aerosol durch den Einlass in die DEMC-Säule. Der Aerosolstrom entlang der Aussenelektrode wird dann vorsichtig mit einem Strom Schleierluft kombiniert. Es ist dabei wichtig, jegliche Turbulenzen zu vermeiden, um einen laminaren Strom zu gewährleisten. Die Oberflächen der Elektroden müssen hinsichtlich der Glätte und Toleranzen von hervorragender Qualität sein.

Die Schleierluft ist ein trockenes, partikelfreies Trägergas (typischerweise Luft), das kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf und mit höherem Volumen als das Aerosol zirkuliert. Das Volumenstromverhältnis zwischen partikelfreier zu partikelenthaltender Luft definiert die Transferfunktion und damit das Auflösungsvermögen des DEMC.

Durch das Anlegen einer Spannung entsteht zwischen Innen- und Aussenelektrode ein radialsymmetrisches elektrisches Feld. Die Innenelektrode ist positiv geladen und hat am Ende einen kleinen Spalt. Durch Ausgleichen der elektrischen Kraft auf jedem Partikel mit aerodynamischem Luftwiderstand im elektrischen Feld werden negativ geladene Partikel zur positiven Elektrode hin abgelenkt. Je nach elektrischer Mobilität gelangen einige Partikel durch den Spalt und treten somit aus dem DEMC aus.

Beim Betrieb werden die Spannung und somit das elektrische Feld kontinuierlich geändert. So treten Partikel mit verschiedener Mobilität aus dem DEMC aus und werden nacheinander von einem Nanopartikelzähler wie einem Kondensationspartikelzähler (z. B. Palas® UF-CPC) gezählt.

Um die Daten (Spannung, Partikelanzahl, etc.) miteinander zu verbinden und somit eine Partikelgrössenverteilung wie in der folgenden Abildung zu erhalten, bietet die in der Praxis erprobte Software besondere Vorteile.


Partikelgrössenverteilungen eines Aerosols des Palas® DNP 3000 Partikelgenerators

Benutzeroberfläche und Software
Basierend auf ständigem Kundenfeedback sind Benutzeroberfläche und Software für die intuitive Bedienung, Echtzeitsteuerung und Darstellung von Messdaten und Parametern konzipiert.
Die Software bietet ausserdem Datenmanagement mit dem integrierten Datalogger, hochentwickelten Exportmöglichkeiten und Netzwerksupport. Die gemessenen Daten können mit vielen verfügbaren Optionen angezeigt und ausgewertet werden.


Erhältliche Systeme

Das folgende Dokument zeigt die verschiedenen Kombinationen des DEMC mit den Zählern, die bei Palas® erhältlich sind. Die meisten DMAs, CPCs und Aerosolelektrometer von anderen Herstellern können als Komponente des U-SMPS Systems verwendet werden.

Übersicht über die scannende Partikelmobilitätssysteme U-SMPS 1050_1100_1200 und 2050_2100_2200

Vorteile:

• Partikelgrössenverteilungen von 4 bis 440 nm mit der kleiner Säule und 8 nm bis 1,2 µm mit der grossen Säule
• Kontinuierliches und schnell scannendes Messprinzip
• Hohe Auflösung in bis zu 128 Grössenklassen / DekadeFür Konzentrationen bis zu 10⁸ Partikel/cm³ geeignet
• Kann universell mit DMAs und Nanopartikelzählern von anderen Herstellern verbunden werden*
• Grafische Darstellung der Messdaten
• Intuitive Bedienung durch 7" Touchscreen und GUI
• Integrierter Datalogger
• Unterstützt mehrere Schnittstellen und Fernzugriff
• Wartungsarm
• Zuverlässige Funktion
• Reduziert Ihre Betriebskosten

Anwendungen:

• Filtertest
• Aerosolforschung
• Umwelt- und Klimauntersuchungen
• Langzeitmessungen 24/7/365
• Inhalationsstudien
• Innenraum- und Arbeitsplatzmessungen

U-SMPS 2050 X / 2100 X / 2200 X

Universal Scanning Mobility Particle Sizer für vielfältige Anwendungen von 8 – 1200 nm mit eingebauter Röntgenstrahlionisation

Das SMPS System von Palas ist jeweils mit X im Produktename mit einer weichen Röntgenstrahlquelle als Neutralisierer erhältlich. Gegenüber einer radioaktiven Neutralisierung (z. B. mit Kr-85) hat dies den Vorteil, dass beim Transport und Betriebs des Geräts keine Auflagen zu beachten sind. Der eingebaute Röntgenstrahler ist nach der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) anzeige- und genehmigungsfrei.


Für weitere auskünfte stehen wir ihnen gerne zur Verfügung, Sie können uns per Kontaktformular oder per Telefon 044'746'3220 kontaktieren.