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Validation des concentrations massiques mesurées par une microbalance à élément oscillant (teom) pour l'étude des performances d'instruments en temps réel

X. SIMON (1), A. LEROY (1), V. KOEHLER (1), V. MATERA (2), S. BAU(1)

1. Laboratoire de Métrologie des Aérosols,
2. Laboratoire d’Analyse Inorganique et de Caractérisation des Aérosols,
INRS, 54519 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France

[2021]

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Résumé

Du fait de leur aptitude à mesurer des événements transitoires de courte durée, les compteurs optiques de particules (COP) et les photomètres sont largement utilisés pour la caractérisation des aérosols dans les atmosphères de travail. Malgré la nécessité de déterminer un facteur de calibration pour obtenir des données de concentrations massiques plus précises pour un aérosol donné, des comparaisons avec des mesures gravimétriques sont très rarement mises en ?uvre et les utilisateurs travaillent quasi exclusivement avec les données brutes non corrigées. Ce travail a pour objectif de comparer les concentrations massiques mesurées par un TEOM à des mesures gravimétriques sur filtre ou des concentrations massiques mesurées par un photomètre (TSI AM510) et un COP (TSI OPS3330). Des aérosols d'essais ont été générés avec un générateur à brosse tournante (PALAS RBG-1000), un générateur par décharge électrique (PALAS GFG-1000) ou un nébuliseur de type Laskin. Les concentrations instantanées moyennes mesurées par le TEOM sont en bon accord avec les mesures de concentrations massiques obtenues par gravimétrie sur une plage comprise entre ~0,1 et ~100 mg.m-3. Dans le cas d'un aérosol bimodal de NaCl, les données brutes de l'AM510 sont corrélées de manière satisfaisante avec celles du TEOM ; les données brutes de l'OPS3330 sous-estiment quant-à-elles les concentrations massiques mesurées par le TEOM d'un facteur 2.


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. Despite the need for a custom calibration factor to obtain more accurate mass concentration data in a specific working area, such a gravimetric comparison is rarely implemented and hygienists use raw data most of the time. This work aimed at comparing the mass concentrations measured by a TEOM to filter-based gravimetric measurements or to mass concentrations measured by a photometer (TSI AM510) and an OPC (TSI OPS3330). Test aerosols were produced using a rotating brush generator (PALAS RBG-1000), a spark generator (PALAS GFG-1000) or a Laskin-type nebulizer. Average online mass concentrations measured by the TEOM are in close agreement with offline filter-based mass concentrations over a range from ~0.1 to ~100 mg.m-3. Studied with a bimodal NaCl aerosol, AM510's raw data are satisfactorily correlated with TEOM, while OPS3330's raw data underestimate TEOM's mass concentrations by a factor of ≥2.


Keywords

mass concentration, optical particle counter, photometer, size distribution

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2021-24820

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