DMPS-laitteiston parannettu laskentastatistiikka

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201804208546
Title: DMPS-laitteiston parannettu laskentastatistiikka
Author: Laurila, Tiia
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physics
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2018
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201804208546
http://hdl.handle.net/10138/273546
Thesis level: master's thesis
Discipline: Physics
Fysiikka
Fysik
Abstract: Differentiaaliliikkuvuusspektrometri (Differential Mobility Particle Sizer; DMPS) -laitteistoa voidaan käyttää ilmakehän aerosolihiukkasten lukumääräkokojakauman mittaamiseen. DMPS-laitteisto koostuu impaktorista, kuivaajasta, bipolaarisesta diffuusiovaraajasta, differentiaaliliikkuvuusanalysaattorista (Differential Mobility Analyzer; DMA) ja kondensaatio- hiukkaslaskurista (Condensation Particle Counter; CPC). Tässä työssä verrataan DMPS-laitteistossa rinnakkain mittaavan muokatun A20 CPC:n ja TSI 3776 CPC:n laskentastatistiikkaa. Pienimmillä aerosolihiukkasilla on vaikutus ympäristöön ja terveyteen, minkä takia on kasvava tarve mitata tarkasti myös pienimpien hiukkasten kokojakaumaa. Aerosolihiukkasten lukumääräkokojakaumaan ja siitä johdettavien suureiden epävarmuuksia ei kuitenkaan tunneta vielä täysin. Työssä pyritään parantamaan perinteisen CPC:n laskentastatistiikkaa ja tutkimaan lukumääräkokojakauman sekä siitä johdettavien suureiden, kuten muodostumisnopeuden (Formation Rate; J) ja kasvunopeuden (Growth Rate; GR), epävarmuuksia. Perinteinen, ilman suojavirtausta toimiva, CPC voidaan muokata havaitsemaan jopa alle 3 nm hiukkasia kasvattamalla lämpötilaeroa saturaattorin ja kondenserin välillä ja muuttamalla aerosolivirtausta. Tässä työssä A20 CPC:n aerosolivirtaus optiikan läpi kasvatettiin 2.5 litraan minuutissa diffuusiosta johtuvien häviöiden minimoimiseksi ja laskentastatistiikan parantamiseksi. Verrattuna TSI 3776 CPC:hen muokatulla A20 CPC:llä on 50 kertaa suurempi aerosolivirtaus, joten voimme olettaa, että muokattu A20 mittaa TSI 3776 UCPC:hen verrattuna enemmän hiukkasia pienemmällä epävarmuudella. Muokatulla A20 CPC:llä on parempi laskentastatistiikka, jonka ansiosta kokojakauman laskennasta johtuva suhteellinen virhe on pienempi. Muokatulla A20 CPC:llä on TSI 3776 CPC:hen verrattuna 50 kertaa suurempi aerosolivirtaus ja se laskee keskimäärin 50 kertaa enemmän hiukkasia koko DMPS-laitteiston mittaamalla kokoalueella (1-40 nm). Muokatulla A20 CPC:llä laskettu GR on noin 60% suurempi pienimmillä (3-6 nm) hiukkasilla ja noin 3% suurempi 6-11 nm hiukkasilla. Myös J on noin 30% suurempi muokatulla A20 CPC:llä laskettuna 3-6 nm hiukkasille. CPC:n laskennasta johtuva epävarmuus on syytä huomioitava määritettäessä DMPS-mittauksen kokonaisvirhettä. Laskentastatistiikalla on merkitystä paitsi lukumääräkokojakaumaan, myös sen johdannaissuureisiin.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
laurila_gradu_ethesis.pdf 7.948Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record