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塵埃粒子計(jì)數(shù)器重合誤差究竟是怎么產(chǎn)生的呢 塵埃粒子計(jì)數(shù)器如何操作

時(shí)間:2020-08-06    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
        塵埃粒子計(jì)數(shù)器相信大家都很熟悉,目前我國(guó)廣泛使用的是激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器。進(jìn)入正題之前,讓我們?cè)購(gòu)?fù)習(xí)一下“激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器”。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用來測(cè)定潔凈空氣中離散粒子的粒徑及其粒子濃度的儀器,用以確定潔凈室、潔凈區(qū)的潔凈度等級(jí),也可以用來對(duì)潔凈工作臺(tái)和過濾器等的性能進(jìn)行檢測(cè)。
        前塵埃粒子計(jì)數(shù)器已被廣泛的應(yīng)用于半導(dǎo)體、衛(wèi)生、制藥、防疫等各行各業(yè)中。它采用光散射原理將粒子的光散射信號(hào)通過光電器件轉(zhuǎn)換成電信號(hào),根據(jù)電信號(hào)脈沖高度的大小,經(jīng)過一系列處理即可判斷所測(cè)量粒子粒徑的大小,該方法具有自動(dòng)、實(shí)時(shí)、不破壞測(cè)試狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)。
        隨著科技的迅速發(fā)展,人們對(duì)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的要求也越來越高,需要檢測(cè)的粒徑也越來越小,對(duì)儀器的準(zhǔn)確性要求越來越嚴(yán)格。翻閱資料,我發(fā)現(xiàn)國(guó)外國(guó)外所有塵埃粒子計(jì)數(shù)器的性能指標(biāo)上都有一項(xiàng)技術(shù)參數(shù)重合誤差。那么,重合誤差究竟是怎么產(chǎn)生的呢?
        當(dāng)有多個(gè)顆粒同時(shí)出現(xiàn)在光敏區(qū)時(shí),光電器件所接收的信號(hào)是所有顆粒散射光的總和,這樣儀器顯示的測(cè)量結(jié)果即為一顆較大粒徑的粒子,顯示的結(jié)果比實(shí)際數(shù)量要少。塵埃粒子計(jì)數(shù)器的光敏區(qū)越大,在光敏區(qū)同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)甚至兩個(gè)以上粒子的可能性就越大。而氣體中粒子濃度越高,光敏區(qū)同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)以上粒子的可能性也越大。重合誤差的大小直接影響儀器所給出測(cè)量值的準(zhǔn)確程度。
        而由于種種條件的限制,我國(guó)現(xiàn)有的校準(zhǔn)規(guī)范中并沒有對(duì)此項(xiàng)參數(shù)的要求。那么,可以根據(jù)公式計(jì)算重合誤差。在動(dòng)態(tài)情況下,如果一個(gè)粒子進(jìn)入光敏區(qū)之前,光敏區(qū)無任何粒子,此時(shí)計(jì)數(shù)器仍然顯示為一個(gè)粒子,這種情況下粒子的計(jì)數(shù)由下式給出:其中,Ni 為儀器所顯示的粒子濃度;Nt 為粒子濃度;V 為光敏區(qū)容積。此公式可以對(duì)常規(guī)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的重合計(jì)數(shù)誤差作一個(gè)比較保守的計(jì)算。
        在實(shí)際應(yīng)用中,我們可以通過稀釋的辦法來減少重合計(jì)數(shù)的誤差,即降低 Nt ,但是稀釋往往會(huì)引起大粒子的損失。這里要敲黑板了哦,稀釋可以減少重合誤差,那如何稀釋顆粒才能保證大粒子損失最小呢?潔凈室及大濃度顆粒測(cè)量任務(wù)中經(jīng)常需要準(zhǔn)確稀釋氣溶膠顆粒,且要求氣溶膠稀釋前后粒徑分布保持不變。所以,粒子稀釋器的應(yīng)用越來越多。
        電子產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品、光學(xué)精密器件等行業(yè)對(duì)潔凈室的潔凈度要求越來越高,所以用來檢測(cè)環(huán)境潔凈等級(jí)的塵埃粒子計(jì)數(shù)器的準(zhǔn)確性就變得尤為重要。而重合誤差使得我們的測(cè)量結(jié)果低于實(shí)際情況,產(chǎn)生一定的計(jì)數(shù)損失,這對(duì)于客觀的反映實(shí)際環(huán)境的情況是不利的。尤其是測(cè)量大濃度顆粒,重合誤差影響會(huì)更大,所以必要情況下,是需要使用粒子稀釋器稀釋氣溶膠顆粒。



    塵埃粒子計(jì)數(shù)器廣泛應(yīng)用于生物制藥、微電子制造、實(shí)驗(yàn)室和微生物等行業(yè)的潔凈室檢測(cè)中了,可以對(duì)潔凈室、無塵車間、加工制造廠房的潔凈度、凈化效果進(jìn)行監(jiān)控的作用,確保產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。


    塵埃粒子計(jì)數(shù)器原理是空氣中的微粒如果在光的照射下就會(huì)有散射的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象被稱為光散射。光散射和微粒的體積、光波的長(zhǎng)度、微粒折射率及微粒對(duì)光的吸收特性等因素有關(guān)。微粒散射光的強(qiáng)度會(huì)隨微粒的表面積增加而增大。而塵埃粒子計(jì)數(shù)器工作原理就是把來自光源的光線被透鏡組聚焦于測(cè)量腔內(nèi),當(dāng)空氣中的每一個(gè)粒子快速地通過測(cè)量腔時(shí),便把入射光散射一次,形成一個(gè)光脈沖信號(hào)。

 


    那么,塵埃粒子計(jì)數(shù)器如何使用才能延長(zhǎng)壽命?


    1、粒子計(jì)數(shù)器主要用來測(cè)試凈化車間干凈的環(huán)境,當(dāng)測(cè)的地方有松散顆粒的材質(zhì),灰塵源,噴霧處時(shí),須最少保持距進(jìn)口管至少十二英寸遠(yuǎn)。以免以上的顆粒及液體污染傳感器及管路;


    2、禁止抽取含有油污、腐蝕性物質(zhì)的氣體,也不要測(cè)有可能產(chǎn)生反應(yīng)的混合氣體(如氫氣和氧氣)。這些氣體也可能在計(jì)數(shù)器內(nèi)產(chǎn)生爆炸,如果測(cè)這些氣體需與廠家聯(lián)系,取得更多的信息再進(jìn)行操作;


    3、當(dāng)入口管被蓋住或被堵塞,不要啟動(dòng)塵埃粒子計(jì)數(shù)儀;


    4、在連接外置打印機(jī)或連接外接溫濕度傳感器時(shí),需先關(guān)掉計(jì)數(shù)器;當(dāng)執(zhí)行打印操作時(shí),打印機(jī)上須有打印紙,否則會(huì)損傷打印頭;


    5、水溶液或其它液體都不能從入口管進(jìn)入傳感器;


    6、取樣時(shí),避免取樣從計(jì)數(shù)器本身排出來的氣體所污染的氣體;


    7、在搬運(yùn)時(shí),應(yīng)輕搬輕放,少受振動(dòng)、沖擊。特別是對(duì)于臺(tái)式的粒子計(jì)數(shù)器,更加要小心,以免損壞內(nèi)部元件;


    8、沒有高壓減壓設(shè)備(如高壓擴(kuò)散器)不要取樣壓縮空氣,所有的計(jì)數(shù)器被設(shè)計(jì)用于在一個(gè)大氣壓下操作。儀器的工作位置和采樣口應(yīng)處于同一氣壓和同一溫濕度環(huán)境下,保證儀器正常工作;


    9、塵埃粒子計(jì)數(shù)器應(yīng)該在潔凈環(huán)境下使用,以防止對(duì)激光傳感器的損傷。


    光源


    光源是塵埃粒子數(shù)器的關(guān)鍵部件,對(duì)儀器的性能影響很大。光源要求穩(wěn)定性高、壽命長(zhǎng)、不受干擾。


    光源有普通光源和激光光源兩種。普通光源為碘鎢燈,體積大、發(fā)熱量高、壽命短,開機(jī)后需要預(yù)熱。激光光源為激光器,體積小、穩(wěn)定性高、壽命長(zhǎng),常與檢測(cè)腔及光檢測(cè)器做成一體,組成傳感器。常見的激光光源有HeNe激光器、激光二極管。


    采用普通光源的塵埃粒子計(jì)數(shù)器對(duì)0.3μm以下的微粒信號(hào)響應(yīng)很低,其信號(hào)幅度與計(jì)數(shù)器本身的噪聲幅度相差無幾,信號(hào)很難從噪聲中檢測(cè)出來。此類儀器雖然標(biāo)有0.3μm這一通道,但只適于測(cè)定大于0.3μm特別是0.5μm以上的微粒。


    由于激光的單色性好,光能量集中穩(wěn)定,所以采用激光光源的塵埃粒子計(jì)數(shù)器其傳感器有較高的信噪比,此類儀器有些能檢測(cè)到0.1μm的微粒。





                           新款塵埃粒子計(jì)數(shù)器的具體工作原理

 

塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用于測(cè)量潔凈環(huán)境中單位體積內(nèi)塵埃粒子數(shù)和粒徑分布的儀器。它可廣泛應(yīng)用于為各省市藥檢所、血液中心、防疫站、疾控中心、質(zhì)量監(jiān)督所等機(jī)構(gòu)、電子行業(yè)、制藥車間、半導(dǎo)體、光學(xué)或精密機(jī)械加工、塑膠、噴漆、醫(yī)院、環(huán)保、檢驗(yàn)所等生產(chǎn)企業(yè)和科研部門。

  空氣中的微粒在光的照射下會(huì)發(fā)生散射,這種現(xiàn)象叫光散射。光散射和微粒大小、光波波長(zhǎng)、微粒折射率及微粒對(duì)光的吸收特性等因素有關(guān)。但是就散射光強(qiáng)度和微粒大小而言,有一個(gè)基本規(guī)律,就是微粒散射光的強(qiáng)度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測(cè)定散射光的強(qiáng)度就可推知微粒的大小,就是光散射式粒子計(jì)數(shù)器的基本原理。實(shí)際上,每個(gè)粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度很弱,是一個(gè)很小的光脈沖,需要通過光電轉(zhuǎn)換器的放大作用,把光脈沖轉(zhuǎn)化為信號(hào)幅度較大的電脈沖,然后再經(jīng)過電子線路的進(jìn)一步放大和甄別,從而完成對(duì)大量電脈沖的計(jì)數(shù)工作。此時(shí),電脈沖數(shù)量對(duì)應(yīng)于微粒的個(gè)數(shù),電脈沖的幅度對(duì)應(yīng)于微粒的大小。

  塵埃粒子計(jì)數(shù)器的具體工作原理:來自光源的光線被透鏡組聚焦于測(cè)量腔內(nèi),當(dāng)空氣中的每一個(gè)粒子快速地通過測(cè)量腔時(shí),便把入射光散射一次,形成一個(gè)光脈沖信號(hào)。這一光信號(hào)經(jīng)過透鏡組2被送到光檢測(cè)器,正比地轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào),再經(jīng)過儀器電子線路的放大、甄別,揀出需要的信號(hào),通過計(jì)數(shù)系統(tǒng)顯示出來。

  需要指出的是,雖然儀器稱為"計(jì)數(shù)器",但是儀器分辨微粒大小的能力更為重要。因?yàn)殡娒}沖的計(jì)數(shù)很簡(jiǎn)單,而判斷粒子的大小非常重要。

 




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