Investigation of the flow field inside a mass spectrometer using Particle Image Velocimetry

Davradou Agapi

URI	http://purl.tuc.gr/dl/dias/D0BD4505-44CA-42EA-8826-8AB901B08EBA	-
Identifier	https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.76559	-
Language	en	-
Extent	160 pages	en
Extent	7.03 megabytes	en
Title	Investigation of the flow field inside a mass spectrometer using Particle Image Velocimetry	en
Title	Διερεύνηση του πεδίου ροής στο εσωτερικό φασματομέτρου μάζας με χρήση Particle Image Velocimetry	el
Creator	Davradou Agapi	en
Creator	Δαβραδου Αγαπη	el
Contributor [Thesis Supervisor]	Nikolos Ioannis	en
Contributor [Thesis Supervisor]	Νικολος Ιωαννης	el
Contributor [Committee Member]	Delis Anargyros	en
Contributor [Committee Member]	Δελης Αναργυρος	el
Contributor [Committee Member]	Konsolakis Michail	en
Contributor [Committee Member]	Κονσολακης Μιχαηλ	el
Publisher	Πολυτεχνείο Κρήτης	el
Publisher	Technical University of Crete	en
Academic Unit	Technical University of Crete::School of Production Engineering and Management	en
Academic Unit	Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης	el
Content Summary	The area of low pressure gas dynamics has received significant attention as part of a greater effort to enhance the sensitivity of modern Atmospheric Pressure Ionization Mass Spectrometry (API-MS) systems. In this thesis, an experimental visualization of the under-expanded jet, formed in the fore vacuum region of a mass spectrometer, is realized using the Particle Image Velocimetry (PIV) technique. The investigation of the under-expanded flow field is achieved during a free jet expansion as well as inside AerolensTM, a novel ion optical device designed to suppress turbulence and laminarize the supersonic flow. Aluminum polydisperse distributions of 10-100 nm, created by a Spark Discharge Source (SDG), are used to seed the flow transferred through a capillary in the low pressure vacuum chamber operated at 20 and 5 mbar respectively. A Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) system was used for the characterization of the spark source. The implementation of a Differential Mobility Analyzer (DMA) for accurate size selection during the PIV experiments was also tested. Fluorescent particles of ~100 nm size, using an Electrospray source, were also employed to test their applicability in such applications. Finally, a Particle Tracking Code available in the literature and developed for data post processing of captured images, was modified to be applied in experimental data obtained at elevated background noise levels, such as those established inside the AerolensTM or close to the capillary outlet.	en
Content Summary	Ο τομέας της δυναμικής αερίων σε χαμηλή πίεση έχει λάβει σημαντική προσοχή ως μέρος μίας μεγαλύτερης προσπάθειας να ενισχυθεί η ευαισθησία των σύγχρονων συστημάτων φασματομετρίας μάζας με ιονισμό σε ατμοσφαιρική πίεση. Σε αυτή τη διατριβή, η πειραματική απεικόνιση μιας under-expanded δέσμης αερίου, που διαμορφώνεται στην περιοχή του πρώτου θαλάμου κενού ενός φασματομέτρου μάζας, επιτυγχάνεται κάνοντας χρήση της τεχνικής Particle Image Velocimetry (PIV). Η διερεύνηση του under-expanded πεδίου ροής επιτυγχάνεται σε ελεύθερη εκτόξευση της δέσμης αερίου, καθώς και στο εσωτερικό του AerolensTM, μία καινοτόμα οπτική συσκευή ιόντων, σχεδιασμένη για να καταστέλλει την τύρβη και να στρωματοποιεί την υπερηχητική ροή. Polydisperse κατανομές αργιλίου μεταξύ 10 – 100 nm παράγονται με τη μέθοδο της ηλεκτρικής εκκένωσης και χρησιμοποιούνται για να εισαχθούν στη ροή που μεταφέρεται μέσω ενός τριχοειδούς σωλήνα στο θάλαμο κενού, που λειτουργεί στα 20 και 5 mbar αντίστοιχα. Ένα σύστημα Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) χρησιμοποιήθηκε για το χαρακτηρισμό της πηγής ηλεκτρικής εκκένωσης και επιπλέον δοκιμάστηκε η χρήση ενός Differential Mobility Analyzer (DMA) για την ακριβή επιλογή μεγέθους σωματιδίων κατά τη διάρκεια των PIV πειραμάτων. Φθορίζοντα σωματίδια μεγέθους ~100 nm από μία πηγή ηλεκτροψεκασμού χρησιμοποιήθηκαν, προκειμένου να ελεγχθεί η δυνατότητα εφαρμογής τους σε τέτοιου είδους πειράματα. Ένας κώδικας εντοπισμού σωματιδίου (Particle Tracking) που είναι διαθέσιμος στη βιβλιογραφία και αναπτύχθηκε για την μετέπειτα επεξεργασία των ληφθέντων εικόνων, τροποποιήθηκε προκειμένου να εφαρμοστεί σε πειραματικά δεδομένα, που λάμβάνονται σε περιβάλλοντα με αυξημένα επίπεδα θορύβου, όπως εκείνα στο εσωτερικό του AerolensTM ή κοντά στην έξοδο του τριχοειδούς σωλήνα.	el
Type of Item	Διπλωματική Εργασία	el
Type of Item	Diploma Work	en
License	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/	en
Date of Item	2018-06-20	-
Date of Publication	2018	-
Subject	Aerolens	en
Subject	Πηγή ηλεκτροψεκασμού	el
Subject	Electrospray source	en
Subject	Φθορίζοντα σωματίδια	el
Subject	Fluorescent particles	en
Subject	DMA	en
Subject	Differential Mobility Analyzer	en
Subject	SMPS	en
Subject	Scanning Mobility Particle Sizer	en
Subject	Πηγή ηλεκτρικής εκκένωσης	el
Subject	SDG	en
Subject	Spark Discharge Source	en
Subject	Υπερηχητική ροή	el
Subject	Supersonic flow	en
Subject	PTV	en
Subject	Particle Tracking Velocimetry	en
Subject	Under-expanded jet	en
Subject	Δυναμική αερίων σε χαμηλή πίεση	el
Subject	Φασματομετρία μάζας	el
Subject	Mass spectrometry	en
Subject	PIV	en
Subject	Particle Image Velocimetry	en
Subject	Low pressure gas dynamics	en
Bibliographic Citation	Agapi Davradou, "Investigation of the flow field inside a mass spectrometer using Particle Image Velocimetry", Diploma Work, School of Production Engineering and Management, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2018	en
Bibliographic Citation	Αγάπη Δαβράδου, "Διερεύνηση του πεδίου ροής στο εσωτερικό φασματομέτρου μάζας με χρήση Particle Image Velocimetry", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2018	el

Search

Browse

My Space

Investigation of the flow field inside a mass spectrometer using Particle Image Velocimetry

Davradou Agapi

Available Files

Services

Export

Share

Statistics

Metadata & Content in a METS Package:

Metadata in Format: