Determination of the Error in Transferring of Length Unit’s Size when Measuring the Nanoparticles’ Diameter Using an Analyzer of Particles’ Differential Electrical Mobility

Abstract

  Качество наноматериалов и нанотехнологий во многом определяется стабильностью применяемых технологий, которые в значительной степени зависят от постоянства размеров частиц. В связи с этим возникают метрологические задачи, связанные как собственно с измерением размеров микроструктуры аэрозолей, суспензий и порошков, так и с обеспечением единства измерений при передаче единицы физической величины от эталонного к рабочим средствам измерений. Целью данной работы являлось определение и расчёт погрешности передачи размера единицы длины при измерении диаметра наночастиц. В качестве эталонного средства измерения, для которого производился расчёт, был определён анализатор дифференциальной электрической подвижности частиц. Он позволяет разделять частицы аэрозоля на основе зависимости их электрической подвижности от размера частиц. В комбинации с конденсационным счётчиком частиц позволяет сканировать аэрозоль и строить функцию распределения частиц по размерам. Данный метод измерения является самым точным в области измерения диаметров частиц в аэрозолях, поэтому погрешность передачи размера частиц необходимо установить как для эталона. В работе описаны физические принципы измерения данным методом и представлено уравнение для определения диаметра наночастиц. На основании данного уравнения были определены источники неисключённой систематической погрешности. Также экспериментальным методом определена случайная составляющая погрешности измерения наночастиц и рассчитана погрешность передачи размера единицы длины при измерении диаметра наночастиц. Полученные результаты будут использованы для метрологического обеспечения стандартных образцов размера частиц, обеспечения прослеживаемости измерений счётчиков аэрозольных частиц и для исследований аэрозолей.