塵埃粒子計數器的知識詳（xiáng）細介（jiè）紹說明

2015-02-04 16:24:25 admin

塵埃粒（lì）子計數器的知識詳細介紹說明

1.引言
目前塵埃粒子計數器的用戶越來越（yuè）多，廣泛應用於醫藥、電子、精密機械、彩管製（zhì）造（zào）、微生物等行業中，實現對各種潔（jié）淨等級（jí）的（de）工（gōng）作台、淨化室、淨（jìng）化車間的淨化效果、潔淨級別（bié）進（jìn）行監控，以確保產品的質量。
塵埃粒子計數器是（shì）用來測量空氣中微粒的數量及大小的儀（yí）器，從而（ér）為（wéi）空氣潔淨度的評定提供依據。常見（jiàn）的塵埃粒子計數器是光散射式（DAPC）的，測量粒徑範圍0.1-10μm，此外還有凝聚核式的塵（chén）埃粒（lì）子計數器（CNC），可測量尺寸更小的塵埃粒子。本文將（jiāng）介紹光散射式塵埃粒子計（jì）數器。

2.工作原理
基本原理是光學傳感器的探測（cè）激光經塵埃粒子散射後被光敏元（yuán）件接收（shōu）並產生脈衝信號，該脈衝信號被輸出並放大，然後（hòu）進行數字信號處理，通過與標準粒子信號進行比（bǐ）較（jiào），將對比結果用不同的參數表示出來。空氣中的微粒在光的照射下（xià）會（huì）發生散射（shè），這種現象叫光散射。光散（sàn）射和微粒大小、光波波長、微粒折射率及微粒（lì）對光的吸收特性等因素有關。但是就散射光強度和（hé）微粒大小（xiǎo）而言，有一（yī）個基本規律，就是微粒（lì）散射光（guāng）的強度隨微粒的表麵積增加而增大。這樣隻要測定散（sàn）射光的強度就可（kě）推知微粒的大小，實際上，每（měi）個粒子產生的散射（shè）光強度很弱，是一個很小的（de）光脈衝，需要通過光電轉換器的放大作用，把（bǎ）光脈衝轉化為信號幅度較大的電脈衝，然後（hòu）再經過電子線路（lù）的進一（yī）步放（fàng）大和甄別，從而完成對大量電脈衝（chōng）的計數工作。此時，電脈衝數量對應於微（wēi）粒的個數（shù），電脈衝的幅度對（duì）應（yīng）於微粒的大小。

3.光散射式（shì）粒子計數器的基本原理

3.1光源
光源是塵埃粒子數器的關鍵部件，對儀器的性能影響很大。光源要求穩定性高、壽命長、不受幹擾。
光源有普通光（guāng）源（yuán）和（hé）激光光源兩種。普通光源為碘鎢燈（dēng），體積大、發熱量高、壽（shòu）命短（duǎn），開機後需要預熱。激光（guāng）光源為激光（guāng）器，體積小、穩定性高、壽命長，常與檢測腔及光檢測器做成一體，組成傳感器。常見（jiàn）的激光光源有HeNe激（jī）光器、激光二極管。
采用普通光源的塵埃粒子計（jì）數器（qì）對0.3μm以下（xià）的微粒信號響應很低，其信號幅度與計數器本身的噪聲幅度（dù）相差無幾，信（xìn）號很難從噪聲中檢測出來。此類儀器（qì）雖（suī）然標有0.3μm這一通道，但隻適於測定（dìng）大於0.3μm特別是0.5μm以上的微粒。
由於激光的單色性好，光能量（liàng）集中穩定，所以采用激光光源的塵埃粒子計數器其傳感器有較（jiào）高的信噪（zào）比，此類儀器有些能檢測到0.1μm的微粒。

3.2測量腔
測量腔是進行微粒觀測的空間，被采集的空氣要從測量（liàng）腔內穿過。儀器（qì）的光（guāng）學係統使光源經透鏡、狹縫照射到測量（liàng）腔中，形成一個體積約幾個立方毫米的（de）光敏感區。當空氣中的塵埃通過光敏感區時，會散射出一部分光能量，被與入射光成一角度（90度或70度）的（de）集光透鏡收集（jí），再投射到光（guāng）檢測器上。

3.3光檢測器
光檢（jiǎn）測器（qì）是將散射光能（néng）量轉換為電信號的光電轉（zhuǎn）換器件。塵埃粒子計數器中最常用的光檢（jiǎn）測器（qì）是光電倍增管和光（guāng）電二極管。
光（guāng）電倍增管把光電子放（fàng）大幾萬倍後轉換成幾（jǐ）個毫伏到幾（jǐ）十毫伏的電信號，具有光譜（pǔ）線性（xìng）好（hǎo）、響應時間快、暗電流小的優點，缺點是體積大。光電（diàn）倍增管工作時需加上幾（jǐ）百伏特的負高壓，儀器中有相應的高壓產生電路，在對儀器（qì）進行調試或校準時應注意安全。
光電二極管是一（yī）種受到光照後能產（chǎn）生電子的半導體元件，具有（yǒu）體（tǐ）積小、外圍電路簡單的特點，常與檢測腔做成一體。

3.4流（liú）量監控
塵埃粒子計數器的采樣流量一般為2.83L/min或（huò）28.3L/min，進口儀器常標識為0.1cfm（立方英尺每分鍾）或1cfm，主要（yào）是（shì）為了便於進行符合Fed-Std-209E的潔淨度的計算。
大流量的采樣（28.3L/min）更能準確地反映空氣的潔（jié）淨狀況，但使最大采樣濃度降（jiàng）低。

3.5氣泵（bèng）及過濾器
氣泵位於儀器內部，使（shǐ）儀器產生采樣流量。氣泵要求（qiú）噪音低、振動小（xiǎo）、產生的（de）氣流穩定。過濾器（qì）應能過濾掉0.3μm以（yǐ）上的微粒，以免從儀器排出的空氣（qì）對潔淨區產生影響。

3.6電路係統
不同粒（lì）徑大小的粒子經塵埃粒子計數器的光電係統（tǒng）轉換後，會產生不同幅度（電壓）的電脈衝信號，粒徑越大（dà），脈（mò）衝電壓越高。信號（hào）電壓與粒徑之間的關係，也叫轉換靈敏度。對於給定的塵埃粒（lì）子（zǐ）計數（shù）器，粒徑大小與脈衝（chōng）電壓是一一對應的，例如某台（tái）塵埃粒子計數器的轉換靈敏度為（wéi）0.3μm對應69mv，0.5μm對應531mv，1.0μm對應701mv等（děng），若（ruò）塵埃粒子計數器檢（jiǎn）測（cè）到一個脈衝為100mv，則這個粒子的大小（xiǎo）肯（kěn）定大於0.3μm而小於0.5μm。
塵（chén）埃粒子計數（shù）器是測量大於等於（yú）某一（yī）粒徑的粒子（zǐ）數量的儀器，其內部電（diàn）路就是統計大（dà）於等於某一電（diàn）壓值的脈（mò）衝數量的電路。對於上段中的例子，測量空氣中大於等於0.3μm粒子的數量，在（zài）電路中就是統計大於等於69mv的脈衝的個數，測量大於等於0.5μm粒子的數量，在（zài）電路中就是統計大於等於531mv的（de）脈衝的（de）個數，依此類推。所以儀器對塵埃粒子的測量，主要靠轉（zhuǎn）換靈敏度這個參數。
另外需要說明的是，每台塵埃粒子計數器的轉換靈敏度（dù）均不同，在出廠時及以後須定期用標準粒子進行校準，以獲得最佳轉換靈敏度值。
電路係統就是完成（chéng）對脈衝（chōng）信（xìn）號（hào）的（de）放大、甄（zhēn）別、計數的電路。此外還包括電源、控製、顯示（shì）、計算、打（dǎ）印等電路。

使用粒（lì）子計數器的注意事項.

1、當入口管被（bèi）蓋住或被（bèi）堵塞（sāi），不要啟（qǐ）動計（jì）數儀。
2、粒子計數器應該（gāi）在潔淨環境下使用，以防止對激光傳感器的損傷。
3、不要測有可能產生反應（yīng）的混合氣體（如氫氣和氧氣）。這此氣體也可能在計數器內產生爆炸。測這些氣體需與廠家聯係為取得更多的信息。
4、沒有（yǒu）高壓減（jiǎn）壓設備（如高壓擴散器）不要取樣壓（yā）縮空氣，所有的顆粒計數儀被設計用於在一個大氣壓下操作。
5、水，溶液或其它液體都（dōu）不能從入（rù）口管進入傳感器（qì）。
6、顆粒計數儀（yí）主要用來測試淨化車（chē）間幹淨的環境，當測的地方有鬆散顆粒（lì）的材質，灰塵源，噴霧處時，須最少保持（chí）距進口管至少十二英寸遠。以免以上的顆粒及液體汙染（rǎn）傳感器及管路。
7、取樣時，僻免取樣從計數器本身排出來（lái）的或被計數器出來的氣體所汙染的氣體。
8、在（zài）連接外置打印（yìn）機或連接外接溫濕度傳感器（qì）時（shí），需先關掉計數器；當執行打印操作時，打印機上須有打（dǎ）印紙（zhǐ），否則（zé）會損傷打印頭。