Niet ieder deeltje volgt de bocht van de gasstroom even gemakkelijk
Een gasstroom met zwevende deeltjes passeert in een impactor een opening en ontmoet een opvangvlak. Het gas moet verder langs dat vlak bewegen. Een deeltje heeft eigen bewegingsgedrag: voldoende traagheid kan het rechtdoor naar het oppervlak brengen terwijl het gas afbuigt. Een makkelijker meebewegend deeltje gaat met de stroom verder. Het is dus geen zeef die uitsluitend op een zichtbaar gaatje sorteert.
In NISTs uitleg van rookdeeltjes wordt dit verbonden met stromingsveld, deeltjesgrootte en dichtheid. Dat onderzoek gaat over rook, niet over een onbekende dieselauto. De algemene inertiefunctie is wel dezelfde soort fysica waarop een cascade-impactor berust. Een klein deeltje kan aanwezig blijven in de doorstromende fractie zonder dat het instrument hem later noodzakelijk blijft missen.
Wat de eerste trap passeert, krijgt verderop een andere opvangkans
De stroom loopt na een trap door naar de volgende. De opeenvolgende doorgangen en opvangvlakken zijn voor andere afmetingsgebieden ontworpen. Zo worden relatief grote aerodynamische deeltjes eerder verzameld en kleinere fracties verder in het traject. De opvang van verschillende groepen vindt binnen dezelfde doorlopende monsterstroom plaats, niet doordat een elektrisch veld telkens één mobiliteitsgroep naar een uitgang selecteert.
Een concreet bouwvoorbeeld is TSI's Mini-MOUDI. De fabrikant beschrijft metalen trappen met zowel een gedeelte voor opvang vanaf de vorige trap als doorgangen voor de eigen trap. De stapeling is dus een uitgewerkte gasroute. Alleen een reeks bakjes onder elkaar zou niet dezelfde sorterende werking hebben. Het voorbeeld beschrijft de meetconstructie en geeft geen opdracht een uitlaatmonster zelf te verzamelen.
Een equivalente bol vertegenwoordigt de reactie van een onregelmatig deeltje
Een vertakt roetaggregaat heeft geen vanzelfsprekende enkele breedte. Aerodynamische diameter gebruikt daarom een vergelijkingsbol met een afgesproken referentiedichtheid en overeenkomend aerodynamisch gedrag. Het is een equivalente maat, geen foto van de buitenrand. Twee deeltjes met een vergelijkbare zichtbare omvang kunnen door hun vorm en effectieve dichtheid verschillend reageren.
Dat onderscheid staat naast de mobiliteitsdiameter uit elektrische classificatie. Daar wordt juist de beweging onder een elektrisch veld met gasweerstand verbonden. Een impactor gebruikt traagheid in een veranderende gasbaan. Dezelfde aanduiding nanometer maakt die verschillende definities nog niet uitwisselbaar. Een vergelijking van grafieken vraagt dus aandacht voor de afmetingsdefinitie, niet alleen voor de schaal op de horizontale as.
Lading op opgevangen deeltjes levert stroom naar een elektrometer
Dekati beschrijft bij zijn ELPI eerst een corona-lader die het monster een gekarakteriseerde positieve lading meegeeft. Vervolgens sorteert de cascade-impactor de deeltjes. De afzonderlijke opvangtrappen zijn elektrisch geïsoleerd en met elektrometers verbonden. De binnenkomende geladen deeltjes veroorzaken daar meetbare stroom. De lading ondersteunt de waarneming; de fysieke grootteclassificatie blijft op impactie gebaseerd.
Stroom is echter lading per tijd, geen rechtstreeks aantal afzonderlijk getelde deeltjes. Om naar aantalconcentratie te rekenen moet onder meer bekend zijn hoe het laadsysteem afhankelijk van deeltjesgrootte werkt. Järvinen en medeonderzoekers onderzochten daarom zowel opvang als laadefficiëntie. Een eigenaar die twee filterrapporten vergelijkt, kan een onbewerkt trapsignaal dus niet gelijkstellen aan de al berekende aantalconcentratie op het andere rapport. Instrumentgeneratie en verwerkingswijze horen bij de uitleg van zo'n verschil.
Een trapgrens beschrijft niet dat alle deeltjes plotseling anders terechtkomen
De opvangefficiëntie verandert over een afmetingsgebied. Een vaak gebruikte grens markeert een bepaalde fractie van de opvang, niet een natuurkundige muur waar aan één kant alles en aan de andere kant niets terechtkomt. In de oorspronkelijke kalibratiestudie worden daarom zowel karakteristieke grensafmetingen als de steilheid van de efficiëntiecurven bepaald.
Bij Dekati's hoge-resolutie-uitvoering gebruikt de software gekarakteriseerde trapresponsen om een fijnere verdeling te berekenen. Meer weergegeven grootteklassen betekenen daar niet dat er hetzelfde grotere aantal metalen opvangtrappen is bijgekomen. Berekening en hardware hebben verschillende resoluties. Het onderliggende model benut samenhang tussen de trapsignalen, in plaats van een schermvakje rechtstreeks aan één extra verzamelschaaltje gelijk te stellen.
Afketsen en opnieuw meenemen kunnen de verdeling veranderen
Het raken van een oppervlak en daar blijven liggen zijn verschillende gebeurtenissen. Deeltjes kunnen terugveren of opnieuw worden meegenomen. TSI benoemt die verschijnselen bij het ontwerp van zijn impactoren. Een verplaatste fractie kan vervolgens op een latere trap terechtkomen. Dan verandert het patroon terwijl niet eenvoudigweg een andere oorspronkelijke populatie is aangezogen.
Een ander voordeel is dat verzameld materiaal beschikbaar kan blijven voor chemisch of microscopisch onderzoek, zoals Dekati bij zijn analyseplaten noemt. Als de vraag juist over de aard van een afzetting gaat, moet een verslag dus vermelden of dat materiaal werkelijk nader is onderzocht. Alleen een elektrisch grootteprofiel beantwoordt die samenstellingsvraag niet. Bespreek uw filtervraag vanuit Den Helder via 085 401 6486. De werkplaats is Damzigt 16c, 3454 PS Utrecht. Deze achtergrond geeft geen keuringsuitslag, verwijderadvies of monsternameprocedure.
Handige vervolgstappen voor Den Helder
Vragen over roetfilter verwijderen vanuit Den Helder
Is de impactor zelf een roetfilter in het voertuig?
Nee. Het besproken instrument verzamelt afmetingsfracties uit een onderzoeksmonster. Een ingebouwd DPF behandelt de uitlaatstroom van het voertuig. Hun functies en bedrijfsomstandigheden zijn verschillend; de instrumentuitleg stelt geen aanwezige voertuiguitrusting vast.
Sorteert ELPI deeltjes door elektrische aantrekking naar iedere trap?
De besproken grootteclassificatie berust op inertiële impactie. De elektrische lading maakt de opgevangen deeltjes via trapsignalen waarneembaar. Dat is iets anders dan elektrische mobiliteitsselectie in een DMA, ook al gebruiken beide meetketens geladen deeltjes.
Zijn vijfhonderd berekende klassen ook vijfhonderd opvangplaten?
Dat volgt daar niet uit. De hoge-resolutie-uitvoering gebruikt een inversieberekening op basis van gekende trapresponsen. Meer uitvoerklassen zijn een rekeneigenschap en niet hetzelfde als meer fysieke trappen toevoegen.
Geeft een trapsignaal direct de chemische samenstelling?
Nee. De elektrometer volgt elektrische lading. Samenstellingsinformatie vraagt een andere analyse van verzameld materiaal. Dat de opvangplaten later onderzocht kunnen worden, betekent niet dat de stroommeting zelf alle stoffen herkent.