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P22 - Caractérisation des aérosols de NaCl et de CsCl produits par un générateur à ultrasons (modèle SinapTec 80 kHz)

X. SIMON (1), G. BARBIER (1), V. MATERA (2), R. PAYET (1), N. GAUDEL (2), S. BAU (1)

1. Laboratoire de Métrologie des Aérosols,
2. Laboratoire d’Analyse Inorganique et de Caractérisation des Aérosols, INRS, Vandoeuvre-lès-Nancy, France

[2022]

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Résumé

Du fait de leur aptitude à mesurer des événements en temps réel de courte durée, les compteurs optiques de particules (COP) et les photomètres sont de plus en plus utilisés pour la caractérisation des aérosols dans les atmosphères de travail. Un projet INRS vise à étudier les performances de ces familles d'instruments optiques à lecture directe vis-à-vis de la concentration massique des aérosols. Les essais de laboratoire sont menés avec une variété de générateurs de particules, en voie sèche ou en voie humide, permettant de couvrir une gamme de diamètre de ~0,1 à ~20 µm et une gamme de concentration de ~20 µg.m-3 à ~50 mg.m-3. Afin de compléter l'éventail des moyens de génération disponibles, l'objectif de ce travail était de prendre en main un générateur à ultrasons (modèle SinapTec 80 kHz) récemment acquis et de caractériser la diversité des aérosols générés, notamment en terme de distributions granulométriques, de concentrations en masse et de stabilité. Le générateur était alimenté avec des solutions de NaCl ou de CsCl dont les concentrations massiques étaient comprises entre 0,1 et 100 g.L-1. Conformément à la théorie (gouttelettes générées de 25 µm pour une fréquence de 80 kHz), le générateur permet bien de produire une variété d'aérosols présentant des diamètres médians équivalent en masse (TSI OPS 3330 et TSI APS 3321) compris entre environ 1 et 10 µm. Les concentrations massiques associées étaient le plus souvent comprises entre 0,2 et 2 mg.m-3 (TSI AM520). L'emploi d'environ 400 mL de solution correctement agitée permet de générer des aérosols stables en distribution granulométrique en masse (CV > 2%) et en concentration massique (CV > 10%) pendant ? 3 h.


Mots clés

concentration massique, compteur optique de particules, photomètre, distribution granulométrique

Abstract

Because of their ability to measure short-term fluctuations, optical particle counters (OPC) and photometers are widely used for real-time aerosol characterization in workplace atmospheres. An INRS project aims to study the performance of these direct reading optical instruments with respect to the aerosols mass concentration. Laboratory tests are conducted with a variety of particle generators, covering a diameter range of ~ 0.1 to ~ 20 µm and a concentration range between ~20 µg.m-3 and ~50 mg.m-3. In order to diversify the usable generators, the objective of this work was to characterize the aerosols generated by an ultrasonic generator (SinapTec 80 kHz model), in particular in terms of particle size distributions, mass concentrations and stability. The generator was fed with NaCl or CsCl solutions whose mass concentrations were between 0.1 and 100 g.L-1. In accordance with the theory (generated droplets of 25 µm for a frequency of 80 kHz), the generator is able to produce a variety of aerosols presenting mass median diameters (TSI OPS 3330 and TSI APS 3321) between ~1 and ~10 µm. Associated mass concentrations were often measured between 0.2 and 2 mg.m-3 (TSI AM520). Using approximately 400 mL of properly stirred solution will generate aerosols that are stable in particle mass size distribution (CV >2%) and mass concentration (CV >10%) for at least 3 hours.


Keywords

mass concentration, optical particle counter, photometer, size distribution

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2022-27976

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