Le générateur d'aérosol à trous vibrants est combiné à des perturbations mécaniques périodiques par injection de liquide à haute pression, permettant une rupture uniforme des gouttelettes et un contrôle précis de la taille des particules. Son principe de base peut être divisé en trois phases:
Le jet haute pression est formé avec la colonne de liquide: le liquide est envoyé à débit constant (q) à travers une pompe d'injection de précision à la microplaque, formant une colonne de liquide cylindrique. Le diamètre des micropores est généralement de 0,05 - 0,5 mm, assurant la stabilité de la colonne de liquide. Par exemple, la conception de la microplaque du modèle tsi3450 évite le décalage de la colonne de liquide, jetant les bases d'une rupture uniforme ultérieure.
Perturbations mécaniques périodiques: les céramiques piézoélectriques fournissent des vibrations à haute fréquence (100 - 1000 Hz) qui permettent à la colonne de se briser en gouttelettes homogènes à une fréquence spécifique. La fréquence de vibration est strictement adaptée au taux de génération de gouttelettes, assurant la production d'une goutte par cycle de perturbation. Par example, lorsque la fréquence de vibration est de 500 Hz, 500 gouttelettes sont générées par seconde avec un écart type géométrique de distribution granulométrique inférieur à 1,01.
L'évaporation du solvant se produit avec la formation de particules monodispersées: les gouttelettes s'évaporent rapidement dans un solvant volatil (par exemple, l'éthanol, l'eau) pendant le transport du flux gazeux, formant des particules d'aérosol monodispersées à l'état solide ou liquide. La taille des particules peut être contrôlée avec précision en ajustant le débit de liquide (q), la concentration de soluté (c) et la fréquence de vibration (f). Par exemple, lorsque q = 0,1 cm³ / s, c = 0,01, f = 500 Hz, le calcul de la taille des particules est d'environ 2,3 µm avec une erreur réelle inférieure à 2%.
Scénario d'application typique:
Calibration du compteur optique de particules: aérosols hautement homogènes en taille de particules (par exemple, particules étalons de 0,3 μm, 1 μm) requis.
Test d'efficacité du filtre: simule la performance du filtre HEPA pour des contaminants spécifiques à la taille des particules, tels que des particules de 0,5 μmdehs.
Étude de l'exposition humaine: création d'un scénario d'inhalation simulé de contaminants pour des tailles de particules spécifiques (p. ex., 2,5 μm).
Générateur d'aérosols à condensation: régulation de la taille des particules pour le dépôt en phase vapeur et la condensation
Le générateur d'aérosols à condensation génère des aérosols de granulométrie strictement contrôlable par un processus de gazéification - condensation dont le processus technique peut être divisé en trois étapes:
Génération de noyaux cristallins: nébulisez un liquide (par exemple dehs, DOP) en minuscules gouttelettes à l'aide d'un générateur de pulvérisation (par exemple, une buse laskin) qui agit comme un noyau de condensation. Par exemple, un générateur de type Zr - 1300a, combiné par 4 à 10 buses laskin, peut générer des noyaux cristallins avec des concentrations allant jusqu'à 10⁶ / cm³, fournissant un noyau homogène pour la condensation ultérieure.
Dépôt en phase vapeur: le noyau cristallin pénètre dans un évaporateur contenant des substances aérosols telles que de l'huile de paraffine et est entouré de substances gazeuses. Les molécules gazeuses sont adsorbées et déposées à la surface du noyau cristallin, formant des particules préliminaires. Par exemple, les générateurs allemands de la série topasslg permettent une régulation préalable de la taille des particules en régulant la température de l'évaporateur (par exemple 150 ° c), en contrôlant la vitesse de dépôt des substances gazeuses.
Contrôle de la condensation: après l'entrée du gaz mélangé dans le dispositif de condensation, la température chute brusquement (par exemple de 150 à 20 ° c) et le noyau cristallin attaché de la substance gazeuse se condense pour former des particules solides ou liquides. La taille des particules peut être contrôlée avec précision en ajustant la température et le débit de condensation (3,5 - 4,5 L / min). Par example, lorsque la température de condensation est de 10°C, des particules de 0,5 µmdehs sont générées; Lorsque la température monte à 30°C, la taille des particules augmente jusqu'à 2 µm.
Avantages clés:
Large gamme de tailles de particules: des particules solides ou liquides de 0,1 à 8 μm peuvent être produites (par exemple cire dure de Carnauba, acide stéarique).
Concentration contrôlable: concentration de génération de particules supérieure à 10⁶ / cm³ avec un écart - type géométrique inférieur à 1,25.
Stabilité morphologique: sortie de particules sphériques, électroneutres, adaptées aux expériences de fluorescence ou de radiomarquage.
Scénario d'application typique:
Génération expérimentale de particules en soufflerie: modélisation du comportement des aérosols atmosphériques (p. ex., études sur la dispersion des particules de brume).
Calibration du vélocimètre laser Doppler: une concentration élevée de particules homogènes (p. ex. particules de polystyrène de 1 µm) est requise.
Analyse des performances du détecteur de fumées: détecte la réponse du détecteur à une taille de particule spécifique, par exemple 2,5 μm.
Comparaison technique et recommandations de type
Précision du contrôle de la taille des particules:
Type de trou vibrant: erreur de calcul de la taille des particules inférieure à 2% et écart type géométrique < 1,01 pour les scénarios nécessitant un contrôle strict de la taille des particules (par exemple, étalonnage de l'instrument).
Condensation: la gamme de tailles de particules est plus large (0,1 - 8 μm), mais l'écart type géométrique est de 1,10 - 1,25, ce qui convient aux expériences qui nécessitent une distribution de particules légèrement plus large (par exemple, simulation en soufflerie).
Complexité opérationnelle:
Type de trou de vibration: la fréquence de vibration et le débit de liquide doivent être ajustés avec précision, les exigences techniques des opérateurs sont élevées.
Type de condensation: la taille des particules peut être contrôlée en ajustant la température et le débit de condensation, le fonctionnement est plus intuitif.
Apply match de scène:
Pour générer des particules de taille nanométrique inférieure à 1 µm, la formule de condensation est choisie (la taille minimale des particules est généralement de 0,8 µm pour le type de pores vibrants).
Pour les aérosols à haute concentration (> 10⁶ / cm³), les performances de condensation sont meilleures; Pour une granulométrie absolument uniforme (écart - type géométrique < 1,05), le type de trou vibrant est plus approprié.