Ilmakehässä tapahtuvan hiukkasmuodostuksen ymmärtämiseksi tarvitaan mittalaitteita, joilla voidaan mitata hiukkasia heti vastamuodostuneista aerosolihiukkasista lähtien. Aivan pienimpien aerosolihiukkasten mittaaminen asettaa monenlaisia haasteita mittaukselle sekä mittalaitteille. Seikat, kuten lämpötila, ilmankosteus ja hiukkasten kemiallinen koostumus, vaikuttavat mittaustuloksiin.
Tässä työssä pyrittiin selvittämään miten paljon näyteilman kosteus vaikuttaa dietyleeniglykolia käyttävän hiukkaskasvattimen mittaustuloksiin. Tutkimuskohteena oli Airmodus A10 hiukkaskasvatin(PSM), jossa hiukkaset kasvatetaan dietyleeniglykolihöyryllä niin, että ne voidaan tämän jälkeen laskea perinteisellä kondensaatioydinlaskurilla. Käyttämällä dietyleeniglykolia kasvatuksen ensimmäisessä vaiheessa pystytään mittaamaan hiukkasia noin 1 nanometrin kokoisista hiukkasista lähtien. Tutkimuksen aikana tuotettiin kokoluokiteltu ja kemialliselta koostumukselta tunnettu näyteaerosoli, jonka avulla laitteen havaintotehokkuus mitattiin vertailulaitetta vasten. Laitteen leikkausraja ja havaintotehokkuus mitattiin kahdella erilaisella näytteellä erilaisissa näyteilman kosteuksissa. Mittauksissa käytetyt hiukkaset tuotettiin putkiuunilla kiinteästä ammoniumsulfaatista ja sähkösumuttamalla metanoliin liuotetusta tetraheptyyliammoiumbromidista(THABr) ja tetrapropyyliammoniumjodidista(TPAI).
Kokeellisten mittausten perusteella näyteilman kosteudella on selvä vaikutus laitteen toimintaan. Samoilla laitteen toimintaa määrittävillä virtaus- ja lämpötila-asetuksilla laitteella voidaan mitata pienempiä hiukkasi, jos näyteilman kosteus on suurempi. Laitteen kalibrointi, leikkausraja-saturaattorivirtauksen funktiona, siirtyi 0.2 - 0.3 nanometriä näyteilman kosteuden kasvaessa 1 - 40 % huoneenlämpötilassa. Leikkausrajan siirtyminen havaittiin kummallakin tavalla tuotetuilla hiukkasilla. Lisäksi havaintotehokkuutta onnistuttiin parantamaan käyttämällä toimintanesteenä puhtaan dietyleeniglykolin sijaan vesi-dietyleeniglykoli-liuosta.
Kokeellisten mittausten lisäksi näyteilman kosteuden vaikutuksia pyrittiin selvittämään simuloimalla laitteen virtauksia COMSOL muptiphysics -ohjelmalla. Mallinnettujen lämpötilojen, virtausten ja höyryjen pitoisuuksien avulla laskettiin nukleaatiotodennäköisyys ja Fletcherin halkaisija eri näyteilman kosteuksissa. Simulaation mukaan vesihöyryn pitoisuus osassa, jossa mitattavat hiukkaset aktivoituvat, on niin suuri, että se vaikuttaa nukleaatiotodennäköisyyteen. Tämän perusteella havaittu efekti ei kosketa vain kyseistä laitetta vaan muitakin dietyleeniglykolia käyttäviä hiukkaslaskureita.
