Spørg Scientariet: Hvordan virker en partikelmåler?

Spørg Scientariet: Hvordan virker en partikelmåler?

En læser vil gerne vide, hvordan en partikelmåler kan detektere meget små partikler i luften. Seniorforsker fra Aarhus Universitet har et svar.

Vores læser Martin Christiansen har spurgt:

Hvordan virker en partikelmåler?

Jeg har flere gange set en partikelmåler i funktion på tv, hvor den blev brugt til at måle partikelforurening i luften. Måleren kunne måle op til 500.000 partikler pr. kubikcentimeter luft, hvilket f.eks. kunne opnås ved at holde måleren hen til udstødningen fra en dieselbus med et defekt partikelfilter.

Jeg kan slet ikke forstå, hvordan der kan være en halv million partikler på så lidt plads, uden at de kan ses med det blotte øje, og endnu mindre, at man kan lave et apparat, som kan tælle dem på et splitsekund. Spørgsmål: Hvordan virker måleren?

Jeg kunne også godt tænke mig at få tallet sat lidt i perspektiv: Hvor store er disse partikler? Hvor mange luftmolekyler er der f.eks. på samme plads ved normalt lufttryk (bare til sammenligning)?

Læs også: Spørg Scientariet: Er partikelforurening værre for dem, der arbejder udendørs?

Andreas Massling, seniorforsker på Institut for Miljøvidenskab på Aarhus Universitet svarer:

Der er rigeligt plads til millioner af partikler i en kubikcentimeter luft. Det skyldes, at partiklerne i udstødning fra trafikken er meget, meget små. De er typisk blot mellem 10 og 100 nm i diameter. Det vil sige, at selv hvis vi stillede 100.000 af disse partikler op på rad og række, så vil rækken højst blive en cm lang. Der kan således være rigtigt mange partikler i blot en enkelt kubikcentimeter luft i en bygade.

Hvor mange luftmolekyler, der er plads til i en enkelt kubikcentimeter, ved jeg ærlig talt ikke, men ud fra en hurtig beregning på gasser, når jeg frem til, at der vil være omkring 2,5 10^19 molekyler pr. kubikcentimeter, hvis vi beregner ud fra, at 1 mol gas fylder 22,4 liter.

Læs også: Spørg Scientariet: Hvorfor udsender partikler stråling, når de accelereres?

Årsagen til, at vi ikke kan se disse meget små partikler, er, at vores øjne kun ser partikler, der interagerer med synligt lys. Det lys, vi kan se, ligger ikke i et spektrum, der kan interagere med disse meget små partikler. Vi skal således helt op på partikler med en diameter på 300 nm og derover, før vi kan se dem med det blotte øje (de kan naturligvis ses i et mikroskop).

Artiklen fortsætter under grafikken

Når en partikelmåler skal 'se' partiklerne, bruger den en laser. Faktisk er partiklerne også uden for laserens synsområde, men det løses ved at forstørre partiklerne i måleren.

Det sker ved at indhylle partiklerne i en kondenståge fra butanol eller anden alkohol, som findes i partikelmåleren.

Læs også: Spørg Scientariet: Vil en kraftig laser blive reflekteret i et spejl eller smadre det?

Når partiklerne bliver suget ind i måleren, vil de passere et reservoir med alkohol, som holdes fast i en form for svamp.

Partiklerne vil bøje af og bevæge sig mod laseren, men på vejen fordamper alkoholen og lægger sig som en hinde af kondens rundt om den partikel, der nu bliver mindst 10 til 100 gange større end før.

Nu har partiklerne en størrelse, som laseren kan ’se’, og det udløser en puls, som bliver talt af elektronikken i måleren.

Det lyder meget simpelt, men det er ikke helt ukompliceret elektronik, der ligger bag.

Spørg Scientariet

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til Scientariet.

Kommentarer (3)

Mon ikke en videnskabelig korrektur af denne artikel er på sin plads. Selve svaret er sikkert korrekt, men indledningen indeholder fundamentale fejl.

F.eks. er der en klar relation mellem objektet ( her partikler) og den stråling som benyttes til iagttagelse. Hvis lys med en bølgelængde på 300 nm benyttes (og hvad er det lige for synligt lys det måtte være?), så er mindste partikel-størrelse givet. Mikroskop har intet med dette at gøre. Andre fysiske forhold kan bidrage til indirekte detektion, men "synlig" bliver partiklerne ikke.

  • 1
  • 3

Det er smart fundet på, og tilsyneladende virker det.
Blot ville jeg gerne vide hvordan man får kalibreret (tjekket) sådan en fætter?
Hvordan skaffer man luft med et nogenlunde kendt antal af så små partikler med kendt størrelse.

  • 2
  • 0