Comparison of photo-electric nuclei counters

Summary Three identical photo-electric nuclei counters have been compared in pairs using natural and artificially produced aerosols. The main results of comparisons were obtained in the laboratory under controlled conditions using nuclei stored in a gasometer, consisting of a radiosonde balloon inflated to a volume of 4000 litres. Because of its large size, it enables the constants in the decay law of condensation nuclei to be determined with greater accuracy than heretofore. The gasometer is more convenient, more easily stored after use and its cost is a very small fraction of that of a metal one. No effects detrimental to the stored gas or any other objection to its use have been found.The results of several thousand comparisons show that no two counters will record the same concentration of nuclei in samples taken simultaneously from the same enclosure. Each counter shows small random fluctuations of short period, ±3% of the concentration, with superimposed unpredictable variations of longer period. The differences in readings between any two counters depend on the concentration, the type and the relative amounts of the charged and uncharged nuclei in a sample. These differences, which seldom exceed ±20% of the concentration, are rather constant for several hours and even days. This feature enables allowances to be made for the differences and a routine of observations is suggested which has been successfully employed in the laboratory and in the open.Each counter exhibits, when operated continuously, a drift which consists of a tendency to indicate that the concentration of nuclei increases when a constant value or a slight decrease is expected theoretically.A study of the statistical analysis of the individual readings and a detailed investigation of the components of each counter have not lead to an elucidation and elimination of the differences between counters. The investigation of the differences is still proceeding.

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Zusammenfassung Drei identische photo-elektrische Kernzähler wurden paarweise mittels natürlicher und künstlich erzeugter Aerosole verglichen. Die Hauptresultate der Vergleichungen wurden im Laboratorium unter kontrollierten Bedingungen mit Hilfe von Kondensations-Kernen erhalten, welche in einem grossen Gasometer gespeichert worden waren. Dieser Gasometer besteht aus einen Radiosonde-Ballon, der auf ein Volumen von 4000 Litern aufgeblasen wurde. Wegen seiner Grösse ermöglicht er die Bestimmung der Konstanten des Abklingungs-Gesetzes der Kernkonzentration mit grösserer Genauigkeit als es bisher möglich war. Der neue Gasometer ist bequemer, kann, wenn nicht benötigt, leicht weggeräumt und aufbewahrt werden und kostet nur einen kleinen Bruchteil eines aus Metal hergestellten Gasbehälters. Es wurde kein schädlicher Einfluss der Gummihülle auf das gespeicherte Gas festgestellt und auf Grund unserer Beobachtungen besteht kein Einwand gegen die Benützung eines Gummigasometers.Die Resultate von mehreren tausend Vergleichungen lehren, dass keine zwei photoelektrischen Kernzähler die genau gleiche Konzentration der Kerne in Proben, welche gleichzeitig demselben Behälter entnommen werden, angeben. Jeder Kernzähler zeigt kurzperiodische, zufällige Schwankungen von ±3% der Konzentration, welche von nicht vorauszusagenden Variationen längerer Periode überlagert sind. Die Differenzen in den Lesungen irgend zweier photo-elektrischer Kernzähler hängen von der Konzentration der Kerne, ihrem Charakter und dem Verhältnis der Anzahl der geladenen und ungeladenen Kerne in der Probe ab. Diese Differenzen, welche selten ±20% der Konzentration übersteigen, sind während mehrerer Stunden und sogar Tage ziemlich konstant. Diese Eigenschaft ermöglicht es, die Differenzen in Rechnung zu ziehen und ein Beobachtungs-Schema vorzuschlagen, welches sowohl im Laboratorium als auch im Freien mit Erfolg angewendet wurde.Jeder photo-elektrische Kernzähler zeigte, wenn er ununterbrochen benützt wurde, einen Drift, der darin besteht, dass der Zähler eine kleine, mehr oder weniger stetige Zunahme in der Konzentration der Kerne vortäuscht, wenn konstante Kernzahl oder eine geringe Abnahme derselben theoretisch erwartet wird.Die statistische Analyse der Einzelmessungen und eine eingehende Untersuchung der Bestandteile jedes einzelnen photo-elektrischen Kernzählers hat zu keiner Aufklärung und Beseitigung der Differenzen der Kernzähler geführt. Die Untersuchung der Differenzen wird fortgesetzt.