Kuva 1. Mittausmenetelmien käyttöalueet
Aerosolihiukkasten mittaamisen tekee haastavaksi suuri vaihtelevuus niiden koossa, muodossa, koostumuksessa ja pitoisuuksissa. Ei ole olemassa laitteistoa, joka kattaisi kaikki mitattavat ominaisuudet tai kokoluokat, ja toisaalta pienimpien alle 3 nm hiukkasten havaintomenetelmätkin ovat vasta kehitteillä. Kokonaiskuvan saamiseksi tarvitaan siis useita mittausmenetelmiä rinnakkain. Mittalaitteet hyödyntävät useita eri fysikaalisia ilmiöitä. Hiukkasia voidaan mitata esimerkiksi niiden sirottamaan valoon, sähkövaraukseen tai massan hitauteen perustuvilla tekniikoilla. Kuvaan 1 on merkitty kokoalueet, jolla kukin mittausmenetelmä on käyttökelpoinen. Sopivan mittauslaitteen valintaan vaikuttaa myös käyttötarkoitus eli tarvittavanko tietoa pitoisuudesta vai kokojakaumasta, massasta vai lukumäärästä, reaaliaikaisesti vai viiveellä.

Yleensä ei ole mahdollista mittaamalla määrittää hiukkasen todellista geometrista kokoa, vaan sen sijaan mitataan jotakin ominaisuutta, joka riippuu halkaisijasta. Siksi puhutaan mittaustavan mukaan esimerkiksi aerodynaamisesta, optisesta tai liikkuvuushalkaisijasta. Eri menetelmien antamat tulokset eivät siis ole suoraan vertailukelpoisia. Yleensä aerosoli kuivataan ennen mittausta, jolloin mitattu halkaisija on hiukkasen kuivakoko. Osa hiukkasista on hygroskooppisia, eli ne imevät itseensä vettä, jolloin niiden koko riippuu ilman suhteellisesta kosteudesta. Tämä on otettava huomioon esimerkiksi hiukkasten terveysvaikutuksia tutkittaessa, sillä sisäänhengitetty hiukkanen altistuu korkealle suhteelliselle kosteudelle.

Mittauksessa kerättävän aerosolinäytteen tulee olla mahdollisimman edustava hiukkasten pitoisuuden ja kokojakauman suhteen. Tämä saavutetaan parhaiten isokineettisellä näytteenotolla, eli laitteiston sisääntulovirtauksen ollessa samansuuntainen ja -suuruinen ympäröivän ilmavirtauksen kanssa. Lisäksi on otettava huomioon hiukkasten depositiosta aihautuvat häviöt linjastoissa ja laitteistossa itsessään. Ideaalisesti mittauslaitteiston tai -laitteen keräystehokkuus putoaa jyrkästi askelfunktiona nollaan, kun mittausalueen alaraja saavutetaan. Käytännössä hiukkasten havaintoteho putoaa yleensä loivemmin. Tämän takia laitteen näkemän hiukkaskokoalueen alaraja ilmoitetaan usein halkaisijana, jossa puolet hiukkasista tulee havaituksi. Tätä halkaisijaa sanotaan laitteiston leikkausrajaksi (merkitty nuolella kuvaan 2).

Kuva 2. Mittalaitteen havaintoteho

Facebook

Del.icio.us

Digg

Reddit

Stumble

Myspace