Détecteur de particules à faible coût compatible avec la fabrication additive

La détection et la régulation des émissions de particules sont d’une grande importance. Le protocole est important car il permet à quiconque de construire, tester et utiliser un capteur de particules simple. L’avantage de la méthode réside non seulement dans cette simplicité, mais aussi dans les possibilités polyvalentes d’adapter la forme du capteur à différents besoins avec un équipement minimal et des coûts globaux minimaux.

En plus de la suie, le capteur peut détecter les vérités des particules chargées et convient à de nombreuses applications. Par exemple, détection particulière de métaux pour les centrales électriques, les incendies de forêt dans les industries et les automobiles. Pour commencer la fabrication des électrodes, prenez deux tuyaux en cuivre, ayant des diamètres de 18 millimètres et 22 millimètres respectivement.

Mesurez neuf millimètres à partir du haut des deux tuyaux et marquez ces positions. Couper à travers les tuyaux à l’aide d’un coupe-tuyaux au niveau des marquages sans appliquer trop de force. Ébavurez soigneusement les anneaux de cuivre sans exercer trop de pression sur eux et sans rayer les surfaces des électrodes.

Il s’agit d’une étape critique affectant les performances des capteurs. Ensuite, avant de souder les électrodes, polissez les anneaux de cuivre pour vous débarrasser de la couche de cuivre oxydée sur les surfaces. Serrez l’anneau à souder dans un étau.

Préétainez à la fois la bague en cuivre et le câble avant de souder le câble à l’anneau. Soudez le câble rouge à la bague de cuivre intérieure de 18 millimètres et le câble noir à la bague de cuivre extérieure de 22 millimètres. Collez le support d’électrode interne sur le canal d’écoulement et attendez une heure pour laisser la colle durcir.

Ensuite, guidez le câble à travers le canal de câble en vous assurant qu’il y a suffisamment d’espace pour le point de soudure. Placez la bague d’électrode interne de 18 millimètres sur le support. Ensuite, introduisez le câble via le canal de câble et placez la bague d’électrode extérieure de 22 millimètres sur le support respectif.

Collez le porte-électrode externe sur le canal d’écoulement. Insérez l’intercalaire dans l’espace entre les deux électrodes en cuivre et attendez une heure pour laisser la colle durcir. Scellez tous les canaux de câble avec de la colle époxy.

Ensuite, attendez toute la nuit que la colle durcisse. Le lendemain, insérez le joint sous vide dans la vanne imprimée de l’électrode extérieure. Ensuite, après avoir inséré les deux côtés du capteur l’un dans l’autre, fixez-les avec la pince à vide.

Construisez la configuration du capteur comme illustré sur l’image. Pour ce faire, connectez d’abord l’alimentation haute tension au câble de capteur rouge de l’électrode haute tension. Connectez ensuite le câble du capteur noir à l’entrée de tension du multimètre de banc.

Ensuite, après avoir collecté la masse de l’électromètre ou GND avec une alimentation GND, connectez le câble USB du multimètre au PC. Une fois le multimètre connecté au PC, incorporez le capteur dans la configuration de mesure des aérosols selon la disposition indiquée. Assurez-vous que le pont de dilution est fermé avant de commencer l’expérience. Raccordez la sortie du pont de dilution à l’entrée du mélangeur d’aérosols et sortez deux du mélange d’aérosols dans l’entrée du capteur.

Branchez un filtre à absorption des particules ou HEPA à haute efficacité à la sortie du capteur et connectez la prise HEPA au régulateur de débit massique ou à l’entrée MFC. Utilisez un raccord de triage et raccordez la sortie du mélangeur d’aérosol et le débit d’air de dilution à l’extrémité fendue du raccord de triage. À l’extrémité unique du raccord en virage, connectez l’entrée de l’instrument de référence.

Commencez l’expérience en connectant le générateur d’aérosol au pont de dilution en vous assurant que le pont de dilution est fermé. Cliquez sur Mesure sur l’instrument de référence. Ouvrez lentement le pont de dilution jusqu’à ce que la concentration massique d’aérosol souhaitée de trois à cinq milligrammes par mètre cube soit atteinte avant d’enregistrer les données sur l’instrument de référence.

Observer la concentration massique des particules de l’instrument de référence. Lorsque la source d’aérosol est stable, allumez l’alimentation du capteur à 1 000 volts et commencez à enregistrer les données. Après avoir atteint un état d’équilibre pour l’accumulation et la fragmentation des dendrites, le signal du capteur est devenu proportionnel à la concentration de suie entrante.

L’axe vertical montre le signal du capteur en ampères et l’axe horizontal montre la concentration d’aérosol mesurée par l’instrument de référence en milligrammes par mètre cube. Un ajustement linéaire avec ses paramètres représentatifs a été calculé à partir du graphique. En outre, une expérience dans laquelle un court-circuit s’est produit en raison de la formation de ponts de suie dans les électrodes a montré que le signal montait fortement par étapes sans s’arrêter ou s’aplatir.

Les dendrites n’étaient plus formées et le capteur n’était plus en état d’équilibre. Il est crucial de fabriquer les électrodes très soigneusement et de créer un espace d’électrode uniforme. Pour assurer un environnement d’essai fiable, la configuration expérimentale doit être reproduite telle qu’elle a été démontrée.

Ce protocole devrait motiver les agences, les entreprises, les équipes de recherche et les scientifiques citoyens à reproduire cette construction de capteur simple et à construire leur propre détecteur de particules.