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DEVELOPMENT OF REMOTE OPERATED, LOW FLOW RATE, LIGHT WEIGHT TSPM SAMPLER SUITABLE FOR MORPHOLOGICAL ANALYSIS USING UAVs

AJIT AHLAWAT (1,2), ROHIT TYAGI (1)

1. CSIR-National Physical Laboratory, New Delhi, India
2. AcSIR, New Delhi, India

[2019]

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Résumé

Nous présentons un échantillonneur de particules TSPM (Total Suspended Particulate Matter) (TSPM) à débit très faible, compact, léger et télécommandé, qui convient tout à fait pour échantillonner les aérosols à des fins d'analyse morphologique et de mélange. L'échantillonneur développé est extrêmement utile pour les plates-formes UAV (Unmanned Aircraft Vehicle) embarquées où la limitation du poids de la charge utile est un problème majeur. L'instrument dispose de deux unités 1) Unité de contrôle 2) Unité d'échantillonnage. L'unité de commande sert à commander à distance l'échantillonneur équipé d'un échantillonneur à faible débit. Les communications n / b des unités sont effectuées en utilisant un émetteur et un récepteur à 433 MHz. Les poids de l'unité de contrôle et de l'échantillonneur sont de 64 et 200 g, piles comprises. Le débit de l'échantillonneur a été maintenu à >1 ml / min. L'échantillonneur développé a été testé par rapport à son fonctionnement à distance et à son aptitude à des études de morphologie et d'états de mélange. L'opération à distance facilite la collecte de particules à un moment et à un endroit donnés (horizontal et vertical). Les particules recueillies à différentes échelles de temps ont été analysées à l'aide de SEM équipées d'EDS. EDS a été utilisé pour explorer la composition chimique élémentaire qui a montré que même les particules molles avaient une morphologie non perturbée. Pour une longue période de fonctionnement (~ 8 heures), les particules collectées sur le filtre en PTFE peuvent également fournir des informations sur la concentration gravimétrique en masse (μg / m3). L'échantillonneur TSPM a été développé avec des capacités de fonctionnement à distance. Il fonctionne avec des piles légères et à faible débit (fonctionne avec des piles rechargeables à courant continu). Les micrographies de particules individuelles révèlent des morphologies non perturbées.


Mots clés

TSPM, morphologie, télécommande, UAV

Abstract

We present a very low flow rate, compact, lightweight and remote operated TSPM (Total Suspended Particulate Matter) particulate sampler which is quite suitable for sampling the aerosols for morphological and mixing state analysis. The developed sampler is extremely useful for on-board UAV (Unmanned Aircraft Vehicle) platforms where payload weight limitation is a big issue. The instrument has two units 1) Control unit 2) Sampler unit. Control unit is for remote controlling the sampler unit which is equipped with the low flow rate sampler. Communications b/w the units are made using transmitter and receiver at 433 MHz. The weights of the control unit and the sampler unit are 64 and 200 gm, respectively including their batteries. The sampler flow rate has been kept to be >1 ml/min. The developed sampler has been tested against its remote operation and its suitability for morphology and mixing state studies. The remote operation helps in the collection of particles at given time and place (horizontal and vertical). The particles collected at different time scale of operations were analysed using SEM equipped with EDS. EDS was used to explore the elemental chemical composition which showed that even the soft particles have unperturbed morphologies. For long operation period (~8 hr), particles collected over the PTFE filter can also give gravimetric mass concentration (μg / m3) information. A light weight, low flow rate, battery operated (works on small DC power rechargeable batteries) TSPM sampler has been developed with remote operation capabilities. Themicrographs of individual particles reveal unperturbed morphologies.


Keywords

TSPM, morphology, remote control, UAV

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2019-16734

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