ابرناکی‌سنج
ابرناکی‌سنج[۱] (انگلیسی: Nephelometer) یا نورسنج هواویز[۲] (aerosol photometer) ابزاری است برای اندازه‌گیری غلظت ذرات معلق در یک کلوئید مایع یا گاز. ابرناکی‌سنج ذرات معلق را با استفاده از یک پرتو نور (پرتو منبع) و یک آشکارساز نور که در یک سمت (اغلب در زاویهٔ ۹۰ درجه) نسبت به پرتو منبع قرار گرفته، اندازه‌گیری می‌کند. چگالی ذرات سپس تابعی از میزان نوری است که از ذرات به آشکارساز بازتاب می‌شود. تا حدی، میزان نور بازتابیده برای چگالی معینی از ذرات به ویژگی‌های خود ذرات مانند شکل، رنگ و بازتابندگی آن‌ها بستگی دارد. ابرناکی‌سنج‌ها با یک نمونهٔ معلق شناخته‌شده کالیبره می‌شوند و سپس از عوامل محیطی (ضرایب k) برای جبران گردوغبار روشن‌تر یا تیره‌تر استفاده می‌کنند. ضریب k توسط کاربر و با اجرای هم‌زمان ابرناکی‌سنج در کنار یک پمپ نمونه‌برداری هوا و مقایسهٔ نتایج تعیین می‌شود. طیف گسترده‌ای از ابرناکی‌سنج‌های درجهٔ پژوهشی در بازار وجود دارد، همچنین انواع متن‌باز آن نیز موجود است.[۳]
کاربردها
کاربردهای اصلی ابرناکی‌سنج‌ها به اندازه‌گیری کیفیت هوا برای پایش آلودگی، پایش اقلیمی و دید مربوط می‌شود. ذرات معلق در هوا معمولاً یا آلایندهٔ زیستی هستند، یا آلایندهٔ ذره‌ای، آلایندهٔ گازی، یا گردوغبار.
نمودار همراه، انواع و اندازه‌های آلاینده‌های ذره‌ای گوناگون را نشان می‌دهد. این اطلاعات به درک ویژگی آلودگی ذره‌ای درون یک ساختمان یا در هوای محیط، و همچنین سطح پاکیزگی در یک محیط کنترل‌شده کمک می‌کند.
آلاینده‌های زیستی شامل کپک، قارچ، باکتری، ویروس، سلول‌های پوستی حیوانات، کنه‌های گردوغبار، گرده، سلول‌های پوست انسان، اجزای بدن سوسک، یا هر موجود زنده یا زندهٔ پیشین است. این‌ها بزرگ‌ترین دشمن متخصصان کیفیت هوای داخل ساختمان به‌شمار می‌روند، زیرا آلاینده‌هایی هستند که مشکلات سلامتی ایجاد می‌کنند. سطح آلودگی زیستی به رطوبت و دمایی بستگی دارد که از زیست میکروارگانیسم‌ها پشتیبانی می‌کند. حضور حیوانات خانگی، گیاهان، جوندگان و حشرات سطح آلودگی زیستی را افزایش می‌دهد.[۴]
هوای غلاف، هوای فیلترشدهٔ پاکیزه‌ای است که جریان هواویز را احاطه می‌کند تا از گردش یا رسوب ذرات درون محفظهٔ نوری جلوگیری کند. هوای غلاف با جلوگیری از رسوب و انباشت آلودگی، بهبود زمان پاسخ‌دهی از طریق محصور کردن نمونه، و بهبود نگهداری با پاکیزه نگه داشتن محفظهٔ نوری کمک می‌کند. ابرناکی‌سنج هوای غلاف را با عبور دادن هوا از یک فیلتر صفر پیش از شروع نمونه‌برداری تولید می‌کند.
تعادل تابش جهانی
ابرناکی‌سنج‌ها همچنین در مطالعات گرمایش جهانی، به‌ویژه در اندازه‌گیری موازنهٔ تابش جهانی به کار می‌روند. ابرناکی‌سنج‌های سه‌طول‌موجی مجهز به کرکرهٔ پس‌پراکنش می‌توانند میزان تابش خورشیدی را که توسط گردوغبار و ذرات معلق به فضا بازتابیده می‌شود، تعیین کنند. این نور بازتابیده بر میزان تابشی که به لایهٔ پایینی جو زمین می‌رسد و سیاره را گرم می‌کند، تأثیر می‌گذارد.
میزان دید
ابرناکی‌سنج‌ها همچنین برای اندازه‌گیری دید به کار می‌روند؛ ابرناکی‌سنج‌های ساده تک‌طول‌موجی توسط بسیاری از سازمان‌های حفاظت محیط‌زیست در سراسر جهان استفاده می‌شوند. ابرناکی‌سنج‌ها از طریق اندازه‌گیری پراکندگی نور و با به‌کارگیری یک ضریب تبدیل به نام فرمول کوشمیدر می‌توانند فاصلهٔ دید را تعیین کنند.
پزشکی
در پزشکی، ابرناکی‌سنجی برای اندازه‌گیری عملکرد ایمنی به کار می‌رود. همچنین در میکروب‌شناسی بالینی برای تهیهٔ یک مایهٔ استاندارد (سوسپانسیون مک‌فارلند) جهت آزمون حساسیت ضدمیکروبی استفاده می‌شود.[۵][۶]
آشکارسازی آتش
ابرناکی‌سنج‌های فاز گازی همچنین در آشکارسازی دود و دیگر ذرات ناشی از احتراق به کار می‌روند. در این کاربرد، دستگاه به‌عنوان آشکارساز دود مکشی شناخته می‌شود. این دستگاه‌ها قابلیت آشکارسازی غلظت‌های بسیار پایین ذرات (تا ۰٫۰۰۵٪) را دارند و از این رو برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی حساس یا باارزش، مانند رایانه‌های بزرگ و سوئیچ‌های تلفن، بسیار مناسب‌اند.
یکاها
- از آنجا که ویژگی‌های نوری به اندازهٔ ذرات معلق بستگی دارد، مادهٔ مصنوعی پایداری به نام فورمازین با اندازهٔ یکنواخت ذرات، اغلب به‌عنوان استانداردی برای کالیبراسیون و تکرارپذیری به کار می‌رود.[۷] یکای آن، یکای توریدگی فورمازین (FTU) نام دارد.
- یکاهای کدری ابرناکی‌سنج (NTU) که توسط آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا مشخص شده، حالت خاصی از FTU است که در آن یک منبع نور سفید و ویژگی‌های هندسی معینی از دستگاه اندازه‌گیری مشخص شده‌اند. (گاهی صورت جایگزین «یکاهای توریدگی ابرناکی‌سنجی» نیز به کار می‌رود)
- یکاهای ابرناکی‌سنجی فورمازین (FNU)، که برای اندازه‌گیری توریدگی در تصفیهٔ آب توسط ISO 7027 تجویز شده، حالت خاص دیگری از FTU با نور مادون‌قرمز نزدیک (NIR) و پراکندگی در زاویهٔ ۹۰ درجه است.
- یکاهای تضعیف فورمازین (FAU) که توسط ISO 7027 برای استانداردهای تصفیهٔ آب جهت اندازه‌گیری توریدگی در زاویهٔ صفر درجه مشخص شده، آن نیز حالت خاصی از FTU است.
- یکاهای پس‌پراکنش فورمازین (FBU)، که بخشی از هیچ استانداردی نیست، یکا آشکارسازهای پس‌پراکنش نوری (OBS) است که در حدود زاویهٔ ۱۸۰ درجه اندازه‌گیری می‌شود و آن نیز حالت خاصی از FTU است.
- یکاهای کدری اتحادیهٔ آبجوسازی اروپا (EBC)
- یکاهای غلظت (C.U.)
- چگالی نوری (O.D.)
- یکاهای توریدگی جکسون «شمعی» (JTU؛ یکی از نخستین معیارها)
- یکاهای هلمز
- یکاهای کدری انجمن شیمی‌دانان آبجوسازی آمریکا (ASBC-FTU)
- مقیاس توریدگی برانتنر (BHS) و یکاهای توریدگی برانتنر (BHU) برای آبجوی عمداً کدر
- بخش در میلیون از مادهٔ استاندارد، مانند PPM/DE (خاک دیاتومه)
- «Trübungseinheit/Formazin" (TE/F)، استانداردی آلمانی که اکنون با یکای FNU جایگزین شده است.
- خاک دیاتومه («ppm SiO2»)، استانداردی قدیمی که اکنون منسوخ شده است.
تیرگی‌سنج
اصطلاح رایج‌تر برای این دستگاه در آزمایش کیفیت آب، تیرگی‌سنج است. با این حال، ممکن است میان مدل‌های مختلف تیرگی‌سنج، بسته به آرایش (هندسه) پرتو منبع و آشکارساز تفاوت‌هایی وجود داشته باشد. یک تیرگی‌سنج ابرناکی‌سنجی همواره نوری را که از ذرات بازتاب می‌یابد پایش می‌کند، نه تضعیف نور ناشی از کدری را. در ایالات متحده، در پایش محیط‌زیست، یکا استاندارد توریدگی، یکاهای توریدگی ابرناکی‌سنجی (NTU) نامیده می‌شود، در حالی که یکای استاندارد بین‌المللی، یکا ابرناکی‌سنجی فورمازین (FNU) نام دارد. کاربردی‌ترین یکا، یکا توریدگی فورمازین (FTU) است، هرچند روش‌های اندازه‌گیری متفاوت می‌توانند مقادیر نسبتاً متفاوتی را بر حسب FTU گزارش دهند.
مطالعات جوّی
ابرناکی‌سنج‌های فاز گازی همچنین برای مطالعهٔ جو زمین به کار می‌روند. این دستگاه‌ها می‌توانند اطلاعاتی دربارهٔ دید و سپیدایی جوّی فراهم کنند.
جستارهای وابسته
منابع
- ↑ «اَبرناکی‌سنج» [علوم جَوّ] هم‌ارزِ «nephometer, nephelometer»؛ منبع: گروه واژه‌گزینی. دفتر هشتم. فرهنگ واژه‌های مصوب فرهنگستان. تهران: انتشارات فرهنگستان زبان و ادب فارسی. شابک ۹۷۸-۶۰۰-۶۱۴۳-۰۸-۸ (ذیل سرواژهٔ اَبرناکی‌سنج)
{{cite book}}: نگهداری یادکرد:پی‌نوشت (رده) - ↑ Baron, Paul A. (1998-01-15). "Aerosol photometers for respirable dust measurements" (PDF). NIOSH Manual of Analytical Methods. Retrieved 2021-04-06.
- ↑ Bas Wijnen, G. C. Anzalone and Joshua M. Pearce, Open-source mobile water quality testing platform. Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development, 4(3) pp. 532–537 (2014). doi:10.2166/washdev.2014.137
- ↑ US EPA, OAR (2014-08-14). "Biological Pollutants' Impact on Indoor Air Quality". آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده. Retrieved 2025-04-24.
- ↑ "Sensititre™ Nephelometer".
- ↑ Guinet, Roland M. F. ; Mazoyer, Marie-Andrée (1983). "Laser nephelometric semi-automated system for rapid bacterial susceptibility testing". Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 12 (3): 257–263. doi:10.1093/jac/12.3.257. ISSN 0305-7453. PMID 6630109.
- ↑ فورمازین برای نخستین‌بار در سال ۱۹۲۶ برای استانداردسازی اندازه‌گیری‌های کدری به کار رفت.
- آب
- ابزارها و تجهیزات هواشناسی
- ابزارهای سنجش
- اندازه‌گیری هواپخش
- شیمی کلوئید
- کلوئید