Elektrometriin perustuvan hiukkaskonsentraatiomittauksen mittausepävarmuuden määrittäminen ja mittaustarkkuuden parantaminen

Abstract

Työssä määritetään varattuihin hiukkasiin ja elektrometriin perustuvan hiukkaskonsentraatiomittauksen mittausepävarmuutta ja mittaussignaalissa esiintyvän kohinan lähteitä. Työssä selvitetään myös käytännöllisintä mittaussyklien lukumäärää ja kestoa riittävän tarkkuuden saavuttamiseksi mahdollisimman lyhyessä mittausajassa.

Kohinalähteitä selvitettiin kytkemällä elektrometriin mittauksessa käytettäviä komponentteja yksikerrallaan aloittaen pelkästä elektrometrinesivahvistimesta. Samalla tallennettiin elektrometrin mittaamaa virtaa ja tutkittiin siinä esiintyvää kohinaa.

Sopivaa mittaussyklien lukumäärää selvitettiin mittaamalla normaalia enemmän syklejä halutulla konsentraatiolla ja laskemalla miten useamman mittaussyklin huomioiminen tuloksessa paransi tuloksen tarkkuutta. Tämä tehtiin kuudella eri hiukkaskonsentraatiolla väliltä 1 500 - 60 000 #/cm3.

Tuloksena saatiin kohinan syntyvän suurimmaksi osaksi hiukkastuotannossa esiintyvistä vaihteluista. Muun mittalaitteiston erillisenä aiheuttama kohina oli noin kertaluokkaa pienempi. Käytettyjen mittaussyklien lukumäärällä todettiin olevan melko vähän vaikutusta tuloksen tarkkuuteen ja nykyistä kymmenen mittaussyklin käytäntöä pienempääkin mittaussyksien määrää voitaneen pitää riittävänä useimmissa tapauksissa. Yhdessä syklissä virran mittaamiseen todettiin riittävän jo noin 40 sekunnin mittainen mittausjakso nyt käytetyn 60 sekunnin sijaan.