Analizador de movilidad de partículas por escaneo

Un cabezal de impacto, o cabezal fraccionador, es un dispositivo que utiliza los principios de la mecánica de fluidos para atrapar, por su inercia, las partículas más grandes presentes en el aire. De esta manera, la entrada de muestreo del SMPS queda protegida del polvo y los insectos de gran tamaño, y el aire que ingresa contiene únicamente las partículas finas que se van a cuantificar. ^{[ 4 ]} Estas entradas suelen denominarse "entrada PM10" o "entrada PM2.5".

El flujo de aire pasa luego a través de una fuente ionizante. El aire muestreado se expone a altas concentraciones de iones positivos y negativos; tras un cierto número de colisiones, la distribución de carga se estabiliza y se vuelve conocida. El neutralizador también se utiliza para eliminar las cargas electrostáticas de las partículas de aerosol. La distribución de carga resultante del neutralizador es una distribución equilibrada que sigue la ley de Boltzmann. ^{[ 5 ]}

La muestra entra entonces en un analizador de movilidad diferencial. El aire y el aerosol (cuya distribución de carga ahora está equilibrada y es conocida) se introducen en un canal de flujo de aire. Un electrodo tubular central y otro concéntrico generan un campo eléctrico en este conducto. En el canal, las partículas están sometidas a un campo eléctrico uniforme y a un flujo de aire. Las partículas se mueven entonces a una velocidad que depende de su movilidad eléctrica. A un voltaje dado, solo las partículas de un diámetro determinado seguirán este canal hasta salir; las más pequeñas y las más grandes chocarán contra los electrodos. ^{[ 6 ]}

El aire ahora contiene solo partículas de un diámetro determinado. El flujo se introduce en un CPC ( contador de partículas por condensación) , que mide la concentración de partículas en una muestra de aerosol. El CPC funciona mediante la condensación de vapor de butanol sobre las partículas presentes en la muestra de aire. Las partículas se exponen a vapor de butanol calentado a 39  °C. El vapor de butanol se condensa sobre las partículas, aumentando su tamaño y facilitando así su detección óptica. A continuación, las partículas se exponen a un haz láser, y cada partícula dispersa la luz. Los picos de intensidad de la luz dispersa se cuentan continuamente y se expresan en partículas/ ^cm³ .

Los resultados obtenidos con este tipo de dispositivo incluyen, por lo tanto, la distribución continua del tamaño de las partículas en el aire. El DMA generará un voltaje bidireccional entre sus electrodos de 0 a 10 000 V, lo que corresponde a un rango de medición de 8  nm a 800 o 1000  nm, y el CPC cuantificará cada uno de estos diámetros.