Diffuusioon perustuvan sähköisen hiukkasanturin karakterisointi
Laakkonen, Elmeri (2024)
2024
Teknis-luonnontieteellinen DI-ohjelma - Master's Programme in Science and Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2024-01-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-2023120810666
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-2023120810666
Tiivistelmä
Ultrapienten hiukkasten (<100 nm) pitkän aikavälin terveysvaikutuksista ei ole vielä kattavaa näyttöä, mutta lyhyellä aikavälillä ne on yhdistetty sydän- ja verenkiertosairauksiin liitettyihin verenkiertoelimistön muutoksiin. Liikenteen on esitetty olevan kaupungeissa merkittävä ultrapienten hiukkasten lähde. Hiukkasmassasta ultrapienet hiukkaset muodostavat vain pienen osan, mutta lukumäärän suhteen tarkasteltuna ne muodostavat suurimman osan tyypillisestä polttomoottorin hiukkaskokojakaumasta. Viime aikoina ajoneuvojen päästöluokituksissa on alettu rajoittamaan suurinta sallittua hiukkasten lukumääräpitoisuutta. Päästöluokitus perustuu ajoneuvotyyppikohtaiseen laboratoriomittaukseen, mutta ajoneuvojen määräaikaisissa katsastusmittauksissa nykyään käytetyllä teknologialla ei ole voitu luotettavasti osoittaa päästöluokituksen täyttymistä koko ajoneuvokannassa.
Tämä luo tarpeen uusille lukumääräpitoisuutta mittaaville teknologioille, jotka voidaan ottaa käyttöön myös katsastusasema- ja korjaamoympäristöissä. Laitteen tulee olla edullinen laboratoriolaitteisiin verrattuna, mutta kuitenkin riittävän tarkka havaitakseen esimerkiksi sellaiset ajoneuvot, joiden pakokaasun jälkikäsittelyjärjestelmä on rikki tai ohitettu.
Tässä diplomityössä tutkitaan diffuusiovaraajaan perustuvan lukumääräpitoisuusanturin vastetta hiukkaskoon funktiona. Hiukkasen morfologian vaikutus anturin vasteeseen pyritään esittämään erityisesti diesel-pakokaasussa esiintyvien fraktaalisten nokiagglomeraattien näkökulmasta. Anturin komponenteille johdetaan teoreettinen malli ja teoreettisen mallin tuloksia vertaillaan kokeellisiin tuloksiin.
Tämä luo tarpeen uusille lukumääräpitoisuutta mittaaville teknologioille, jotka voidaan ottaa käyttöön myös katsastusasema- ja korjaamoympäristöissä. Laitteen tulee olla edullinen laboratoriolaitteisiin verrattuna, mutta kuitenkin riittävän tarkka havaitakseen esimerkiksi sellaiset ajoneuvot, joiden pakokaasun jälkikäsittelyjärjestelmä on rikki tai ohitettu.
Tässä diplomityössä tutkitaan diffuusiovaraajaan perustuvan lukumääräpitoisuusanturin vastetta hiukkaskoon funktiona. Hiukkasen morfologian vaikutus anturin vasteeseen pyritään esittämään erityisesti diesel-pakokaasussa esiintyvien fraktaalisten nokiagglomeraattien näkökulmasta. Anturin komponenteille johdetaan teoreettinen malli ja teoreettisen mallin tuloksia vertaillaan kokeellisiin tuloksiin.