Générateurs à froid par atomisation série ATM

L'assurance des personnes et de la qualité des produits requiert des tests d'efficacité réguliers des filtres hautes performances, la certification de boites à flux laminaire et en général des salles blanches. A cette fin, il faut disposer d'un aérosol de test car un aérosol ambiant a une tendance à varier rapidement en concentration et distribution. En conformité avec la recommandation VDI- 3491 il est suggéré d'utiliser des générateurs d'aérosol afin de produire un aérosol de façon définie.

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Comme les générateurs d'aérosol produisent des aérosols hautement concentrés dont la granulométrie est proche de la MPPS (most penetrating particle size) les sites critiques peuvent être identifiés plus facilement et plus rapidement. Un autre champ d'application pour les générateurs d'aérosol est la visualisation de flux (vélocimétrie). Ici, l'utilisateur veut contaminer la zone de mesure avec des particules de composition et de taille connues afin de mesurer après coup leur vélocité et leur profil par des méthodes optiques. L'usage de matériaux huileux (DEHS -Di-Ethyl-Hexyl-Sebacate-, DOP, Emery 3004 etc.) conduit à un aérosol stable durant le temps de mesure avec une durée de vie connue (évaporation long terme). Ceci signifie que le matériau filtrant n'est pas en plus contaminé par le test lui-même. La génération d'aérosol de test (PSL) pour la calibration d'instruments (compteur optique, photomètre,...) doit aussi être mentionnée comme une des applications. Il y a un besoin en croissance pour des générateurs innovants et robustes dont les modèles ATM sont la plus parfaite illustration.

• Tests des filtres HEPA et ULPA (voir aussi cet article intéressant)• Mesures en salles blanches et certification de flux laminaires • Génération de particules de traçage à de faibles flux • Aérosol polydispersés principalement en dessous de 1 micron • Granulométrie excellemment constante • Concentration élevée et précise.
Principe: La partie principale est d'un concept unique et déposé (GS9408604.4), fabriquée en Inox. Cet atomiseur fonctionne avec une double buse sur un principe d'injection et est combiné avec un impacteur (baffle plate) placé près de la sortie du spray (paroi de la bouteille de liquide). Cette section d'impact des particules retire les gouttelettes les plus grosses et conduit à une granulométrie principalement en dessous de 1 micron. Grâce à sa conception spéciale, l'atomiseur produit un aérosol très concentré d'une grande stabilité et reproductibilité. Des particules plus petites peuvent être produites par des solutions nébulisantes ou des suspensions et solvants.

Générateur ATM 220

L'ATM 220 est conçu pour être utilisé avec une source externe d'air comprimé.

Générateur ATM 225

Une conception compacte et robuste caractérise ce modèle de générateur d'aérosol. Il est alimenté par un adaptateur 12V AC. Un cache à charnière protège la bouteille réservoir de tout accident extérieur (voir photo). La surface de l'instrument est lisse pour pouvoir être nettoyée facilement. Sa petite taille et son faible poids facilitent son utilisation. Dans ce générateur aussi, on utilise le principe décrit plus haut. L'air requis est produit par un compresseur et nettoyé dans un filtre HEPA.

Le flux standard de cet instrument est ajusté à 250l/h mais peut être fixé à moins (ATM 225/E). L'aérosol ainsi produit est tout à fait adapté aux mesures en salle blanche à cause de sa concentration élevée et d'un diamètre moyen de 225 nm.
On peut ajuster le taux de production des particules à l'aide d'une vanne à aiguille à l'entrée du fluxmètre. Des abaques permettent de choisir les meilleures conditions.

Générateur d'aérosol par atomisation ATM 230

L'ATM 230 fonctionne sur un principe similaire à l'ATM 220, mais sa conception permet une production de particules 10 fois supérieure.
La principale application de ce générateur est le challenge de l'intégrité de grandes surfaces de filtre. Le granulométrie générée est très proche de celle des générateurs plus petits. Les particules supérieures à 1 micron sont éliminées par la plaque d'impact ( baffle plate ) montée sur la buse.

Générateur d'Aérosol résistant à la pression ATM 210

L'ATM 210 a été conçu pour des applications avec une forte contre pression. Des éléments résistant à la pression sont installés dans l'ATM 210. Chaque élément est certifié tenir une surpression de 20 bars. Après montage, Topas vérifie l'étanchéité à la pression sous 15 bars. Aussi bien la buse de l'ATM220 que de l'ATM230 (sortie plus importante, ATM 210 H) peut être utilisée dans cette version spéciale.

Générateur d'Aérosol par atomisation ATM 240 & 241

Un nouveau type de buse a été développé pour l'ATM 240 (brevêt en cours). L'air comprimé est insufflé au travers d'une fente annulaire très fine (100 microns) dans le liquide à nébuliser. Les forces de cisaillement entre le jet d'air et le liquide à la circonférence de cette fente annulaire crée l'aérosol. Les gouttelettes les plus grosses sont évitées par un effet d'inertie.
Plus de 15 heures de fonctionnement sans interruption sont possibles grâce à l'imposant réservoir de l'ATM40. Les matériaux utilisés sont résistants aux liquides corrosifs. L'utilisateur peut facilement vérifier le niveau de liquide grâce à l'indicateur externe. L'ATM 241 est constitué de 4 buses de type 240, indépendantes, débrayables, équivalentes à 1,2,3 ou 4 ATM 240!

Mini-FAQ de l'ATM

• Puis-je utiliser un ATM pour calibrer un compteur de particules ?: Le SLG est la solution la plus complète; toutefois l'ATM est une alternative économique: on atomise une suspension de latex certifiés et on fait passer l'aérosol dans un sécheur avant de le présenter à l'instrument (c'est la technique utilisée pour le LAP). On peut aussi utiliser une solution saline pour créer un aérosol très fin. Cette technique permet de calibrer les compteurs à condensation comme les TSI.
• Peut-on générer des aérosols fluorescents? : on peut effectivement mélanger une teinture comme la rodomine et générer ainsi un aérosol fluorescent.
• Peut-on manipuler du DEHS en toute sécurité? : C'est justement pour cela qu'il est souvent préferé par les utilisateurs. Voir sa fiche de sécurité.

Générateur d'aérosol basé sur le principe de condensation où la vapeur est condensée autour d'un noyau de sel. La granulométrie ou la concentration peut être ajustée dans une large gamme en modifiant les conditions opératoires.
Avantages Particuliers: • Produit des aérosols monodispersés • La granulométrie est ajustable • Répond très rapidement lorsqu'une nouvelle granulométrie est choisie • Production constante même à haute concentration • Les particules sont neutres et pratiquement neutre électriquement • Plusieurs matériaux peuvent être utilisés • Le fonctionnement, la maintenance et le changement de matériau sont très simples • Conception sure et robuste • Compact et léger
Applications • Calibration d'instrument de comptage et granulométrie • R & D en Aérosol • Test de filtres • Visualisation de flux • Inhalation et toxicologie • Génération de particules de traçage • Génération de particules souche.

• Dans quelles applications ce générateur a-t-il été utilisé avec succès?: • Particules souche • Mesures de vélocité • Mesures de distribution de flux • R & D en aérosol • Calibration d'instruments de granulométrie • Production d'aérosols de test • Tests de filtres • Mesure d'efficacité de filtration à une granulométrie donnée avec une haute concentration en nombre à l'aide d'un compteur économique • Inhalation • Mesure de dépôt dans l'appareil respiratoire
• Quelle serait la description la plus succincte du principe de fonctionnement?La vapeur est condensée sur un petit noyau de sel, de façon contrôlée. Le montant de vapeur et le nombre de noyau peuvent être ajustés manuellement, avant que le mélange germe-vapeur ne commence à condenser à l'entrée du tube de condensation à flux laminaire où le germe croît en une particule.
• Quelles sont les caractéristiques principales de l'aérosol ainsi produit?L'aérosol produit est très concentré (10⁶#/cm³- 10 puissance 6), contient des particules de diamètre uniforme, électriquement neutres, sphérique, dans le matériau utilisé. Le noyau de sel sert uniquement à la condensation et est négligeable.
• Puis-je changer la granulométrie rapidement?Contrôler la concentration de vapeur par la dérivation du saturateur permet un ajustement très rapide de la granulométrie. Après seulement quelques minutes le générateur se stabilise et une toute nouvelle granulométrie est disponible en sortie.
• Est-il possible d'ajuster la concentration en particule?En utilisant la dérivation de la "grille" on réduit le nombre de germes disponibles pour la condensation et on réduit ainsi la concentration. L'expérience montre qu'un nombre minimal de germes de 10⁵#/cm³ (dix puissance cinq) est nécessaire pour une condensation hétérogène permettant la génération d'un aérosol monodispersé (sinon la concentration est dite homogène: la vapeur condense sur elle même).
• Quels matériaux peuvent être utilisés?Toute substance huileuse, peu volatile (faible pression de vapeur à la température ambiante) est acceptable. DEHS, DOP, Emery 3004, paraffines, acide stéarique, cire de carnauba ont été largement utilisés. Pour une génération stable et précise on recommandera les matériaux simples (un seul composé - pas de thermo séparation).
• Est -il possible de générer des particules solides?Si le matériau utilisé pour la production de vapeur est solide à l'ambiante l'aérosol généré va lui aussi contenir des articles solides . Il convient d'être attentif au processus de fusion du matériau. Les autres procédures opératoires sont identiques à celles utilisées avec les liquides. L'atomiseur est conçu pour un nettoyage aisé et on peut facilement changer le saturateur si l'on veut pouvoir changer très vite de matériau.
• Pourquoi recommande-t-on d'utiliser de l'azote?Dans le saturateur, le matériau est maintenu en température (200-300°C), on peut donc s'attendre à une forte oxydation: c'est pourquoi on recommande un gaz neutre.
• Combien de temps peut-il fonctionner en continu?La durée de génération d'un aérosol continu dépend de la granulométrie crée. Pour des particules de 1 µm l'atomiseur peut fonctionner 16 heures en continu.
• Travailler avec des matériaux à 250°C, cela pose-t-il un risque?Il est conçu pour une utilisation sure et ergonomique. Toutes les parties chaudes sont capotées afin d'éviter un contact direct. Des portes sur la droite et la gauche permettent d'accéder à l'atomiseur, au sécheur et au saturateur. Lors de la génération on veillera à maintenir ces portes fermées pour une meilleure sécurité.
• Comment surveiller mon aérosol?Le plus simple est sans doute d'utiliser le PAM (moniteur d'aérosol en ligne - Process Aerosol Monitor) , développé par Topas à cette fin. L'instrument mesure l'extinction de la lumière et détecte simultanément la taille de particules et leur concentration directement à la sortie du tube.

Les modèles DIL sont utilisés avec un flux total défini et une dilution fixe.
Avantages Particuliers: Dilution reproductible et constante de l'aérosol même alors que les conditions changent • Contrôle continu et affichage du ratio de dilution du moment • Conçu pour être portable (pas besoin de source externe d'air comprimé ou de sortie de gaz) • Robuste et fiable, c'est un investissement solide avec un entretien minimal • Fonctionnement précis en surpression et dépression• Possibilité de modifier les caractéristiques (flux, ratio) à la commande.

Applications

En conformité avec la recommandation VDI 2083 une concentration de particules de cTest=1.1 10⁶#/cf doit être mesurée en amont du filtre avant de mesurer l'aérosol en aval. Une telle concentration excède celle mesurable par les compteurs de particules. Ce problème est facilement résolu en diluant l'aérosol d'une façon fixe et connue, permettant ainsi de calculer la concentration réelle à partir du facteur de dilution. Le système de dilution DIL 550 offre un ratio de dilution de 1:100 ce qui convient parfaitement!

Principe

Un échantillon de l'aérosol à diluer est pris du flux principal par un capillaire fin. La concentration particulaire dans le capillaire reste constante alors qu'un filtre HEPA retire toutes les particules passant dans la dérivation. Ensuite les deux flux sont mélangés de nouveau et la dilution résultante reflète le ratio entre le flux du capillaire et celui de la dérivation. Les systèmes de dilution de la série DIL ont été conçus pour des flux totaux fixes de 28,3 lpm (1 cfm) ou 2,83 lpm (0,1 cfm) ou une dilution fixe de 1 :10 ou 1 :100 est effectuée. D'autres ratios ou flux peuvent être obtenus par des modifications mineures sur commande.

Le système de dilution dynamique DDS peut être utilisé avec une gamme variée de compteurs travaillant à des flux différents. L'ajustement de la dilution permet d'obtenir une concentration optimale et un recalcul précis de la concentration dans l'aérosol. Une indication supplémentaire permet de vérifier le contrôle de flux adéquat à utiliser avec le compteur.

Applications

Les modèles DDS sont particulièrement adaptés aux salles blanches et aux tests de validation environnementaux, l'évaluation de filtres ainsi que les tests d'efficacité de séparateurs car il rendent possible la mesure de l'amont et de l'aval avec un seul et même compteur.
• Validation des aérosols de challenge pour la validation des salles blanches/environnements et boites/bancs à flux laminaire • Caractérisation reproductible des efficacités de séparateurs/ filtre à air • Tests et études d'aérosols avec compteur de haute résolution.

Principe

Le modèle DDS à dilution dynamique combine la dilution aérosol selon le description ci-dessus avec une mesure supplémentaire du flux total. Le ratio de dilution à un instant donné est calculé par microprocesseur à partir des mesures sur deux transducteurs de pression. Les valeurs présentes de ratio de dilution et de flux total sont lisibles sur l'affichage à cristaux liquides en face avant.
En ajustant le taux de perte de charge en réglant la vanne de régulation, le taux de dilution peut être modifié sur une large gamme qui dépend du flux total à travers l'instrument.
Ainsi le système de dilution dynamique peut-il être utilisé avec une gamme variée de compteurs présentant des flux différents. L'ajustement de la dilution permet d'obtenir une concentration optimale et un recalcul précis de la concentration dans l'aérosol. Une indication supplémentaire permet de vérifier le contrôle de flux adéquat à utiliser avec le compteur.

Spécifications ATM

Spécifications DIL

Spécifications DDS

• ISO-14644-1 Classification de propreté de l'air (voir aussi cet article intéressant)
• ISO 14644-3 Métrologie et méthodes de test (Metrology and test methods)
• ISO-14644-8 Contamination Moléculaire (Molecular Contamination)
• VDI 3489
• VDI 3491

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