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)?

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.

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.

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.