Нефелометр [1] или аэрозольный фотометр [2] — это прибор для измерения концентрации взвешенных частиц в жидком или газовом коллоиде . Нефелометр измеряет взвешенные частицы, используя световой луч (луч источника) и детектор света, установленный с одной стороны (часто 90°) луча источника. Плотность частиц затем является функцией света, отраженного в детектор от частиц. В некоторой степени то, сколько света отражается для заданной плотности частиц, зависит от свойств частиц, таких как их форма, цвет и отражательная способность . Нефелометры калибруются по известным частицам, затем используют факторы окружающей среды (k-факторы) для компенсации более светлой или более темной пыли соответственно. K-фактор определяется пользователем, запуская нефелометр рядом с насосом для отбора проб воздуха и сравнивая результаты. [ необходимо разъяснение ] На рынке имеется большое разнообразие нефелометров исследовательского класса, а также разновидностей с открытым исходным кодом . [3]
Основные области применения нефелометров связаны с измерением качества воздуха для мониторинга загрязнения, мониторинга климата и видимости. Воздушные частицы обычно являются либо биологическими загрязнителями, либо твердыми частицами, либо газообразными загрязнителями, либо пылью. [ необходима цитата ]
Сопроводительная таблица показывает типы и размеры различных загрязняющих частиц. Эта информация помогает понять характер загрязнения частицами внутри здания или в окружающем воздухе, а также уровень чистоты в контролируемой среде. [ необходима цитата ]
Биологические загрязнители включают плесень, грибок, бактерии, вирусы, перхоть животных, пылевых клещей, пыльцу, клетки человеческой кожи, части тараканов или что-либо живое или живое в какой-то момент. Они являются главными врагами специалистов по качеству воздуха в помещениях, поскольку являются загрязнителями, вызывающими проблемы со здоровьем. Уровни биологического загрязнения зависят от влажности и температуры, которые поддерживают жизнедеятельность микроорганизмов. Присутствие домашних животных, растений, грызунов и насекомых повышает уровень биологического загрязнения. [ необходима цитата ]
Воздух оболочки — это чистый отфильтрованный воздух, который окружает поток аэрозоля, чтобы предотвратить циркуляцию или осаждение частиц внутри оптической камеры. Воздух оболочки предотвращает загрязнение, вызванное накоплением и отложениями, улучшает время отклика, удерживая образец, и улучшает обслуживание, поддерживая чистоту оптической камеры. Нефелометр создает воздух оболочки, пропуская воздух через нулевой фильтр перед началом образца. [ необходима цитата ]
Нефелометры также используются в исследованиях глобального потепления, в частности, для измерения глобального баланса радиации. Трехволновые нефелометры, оснащенные затвором обратного рассеяния, могут определять количество солнечного излучения, которое отражается обратно в космос пылью и твердыми частицами. Этот отраженный свет влияет на количество излучения, достигающего нижних слоев атмосферы Земли и нагревающего планету. [ необходима цитата ]
Нефелометры также используются для измерения видимости с помощью простых одноволновых нефелометров, используемых во всем мире многими EPA. Нефелометры, посредством измерения рассеяния света, могут определять видимость на расстоянии с помощью применения коэффициента преобразования, называемого формулой Кошмидера. [ необходима цитата ]
В медицине нефелометрия используется для измерения иммунной функции. Она также используется в клинической микробиологии для приготовления стандартизированного инокулята (суспензии Макфарланда) для тестирования чувствительности к антимикробным препаратам. [4] [5]
Газофазные нефелометры также используются для обнаружения дыма и других частиц горения . В таком использовании прибор называется аспирационным дымовым извещателем . Они способны обнаруживать чрезвычайно низкие концентрации частиц (до 0,005%) и поэтому отлично подходят для защиты чувствительного или ценного электронного оборудования, такого как мэйнфреймовые компьютеры и телефонные коммутаторы . [ необходима цитата ]
Более популярным термином для этого прибора при тестировании качества воды является турбидиметр . Однако между моделями турбидиметров могут быть различия в зависимости от расположения ( геометрии ) исходного луча и детектора. Нефелометрический турбидиметр всегда контролирует свет, отраженный от частиц, а не ослабление из-за облачности. В экологическом мониторинге США стандартная единица мутности называется нефелометрическими единицами мутности (NTU), в то время как международная стандартная единица называется нефелометрической единицей формазина (FNU). Наиболее общеприменимой единицей является единица мутности формазина (FTU), хотя разные методы измерения могут давать совершенно разные значения, указанные в FTU (см. ниже).
Для изучения атмосферы также используются газофазные нефелометры . Они могут предоставить информацию о видимости и альбедо атмосферы .
