支持增材制造的低成本粒子探测器

颗粒物排放的检测和调节非常重要。该协议意义重大，因为它允许任何人构建，测试和使用简单的粒子传感器。该方法的优点不仅在于这种简单性，还在于以最少的设备和最低的总成本使传感器形状适应不同需求的多功能可能性。

除烟灰外，该传感器还可以检测带电粒子的真实性，适用于许多应用。例如，发电厂、工业和汽车野火的特定金属探测。要开始制造电极，需要两根直径分别为18毫米和22毫米的铜管。

从两个管道的顶部测量 9 毫米并标记这些位置。使用切管器在标记处切开管道，不要施加太大的力。小心地去毛刺铜环，不要对它们施加太大的压力，也不会划伤电极表面。

这是影响传感器性能的关键步骤。接下来，在焊接电极之前，抛光铜环以去除表面上的氧化铜层。将要焊接的环夹在虎钳中。

在将电缆焊接到铜环之前，对铜环和电缆进行预镀锡。将红色电缆焊接到 18 毫米内铜环，将黑色电缆焊接到 22 毫米外铜环。将内部电极支架粘在流道上，等待一小时，让胶水变硬。

然后引导电缆穿过电缆通道，确保有足够的空间放置焊接点。将 18 毫米内电极环放在支架上。接下来，将电缆送入电缆通道，并将 22 毫米的外电极环放在相应的支架上。

将外部电极支架粘在流道上。将垫片插入两个铜电极之间的间隙中，等待一小时，让胶水变硬。用环氧胶密封所有电缆通道。

然后等待一夜，让胶水固化。第二天，将真空密封插入外电极的印刷阀中。然后，将两个传感器侧相互插入后，用真空夹将其固定。

如图所示构建传感器设置。为此，首先将高压电源连接到高压电极的红色传感器电缆。然后将黑色传感器电缆连接到台式万用表电压输入。

接下来，用电源 GND 收集静电计接地或 GND 后，将万用表 USB 电缆连接到 PC。万用表连接到PC后，根据所示布局将传感器合并到气溶胶测量设置中。在开始实验之前，请确保稀释桥已关闭。将稀释桥出口连接到气溶胶混合器入口，并将两个气溶胶混合物出口连接到传感器入口。

将高效微粒吸收或HEPA过滤器连接到传感器出口，并将HEPA出口连接到质量流量控制器或MFC入口。使用星形接头并将气溶胶混合器出口一和稀释气流连接到星形接头的分叉端。在星形接头的单端连接参考仪器入口。

通过将气溶胶发生器连接到稀释桥来开始实验，确保稀释桥已关闭。单击参考仪器上的测量。在参考仪器上记录数据之前，缓慢打开稀释桥，直到达到所需的气溶胶质量浓度每立方米 3 到 5 毫克。

观察参比仪器颗粒质量浓度。当气溶胶源稳定时，将传感器电源切换到 1， 000 伏并开始记录数据。在达到枝晶积累和破碎的平衡状态后，传感器信号与进入的烟灰浓度成正比。

纵轴以安培为单位显示传感器信号，横轴以毫克/立方米显示参考仪器测量的气溶胶浓度。根据该图计算出具有代表性参数的线性拟合。此外，由于电极内形成烟灰桥而发生短路的实验表明，信号在步进中急剧上升，而不会停止或变平。

树突不再形成，传感器不再处于平衡状态。非常小心地制造电极并形成均匀的电极间隙至关重要。为了确保可靠的测试环境，应按照所示重现实验设置。

该协议应该激励机构，公司，研究团队和公民科学家重现这种简单的传感器结构并构建自己的粒子探测器。