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          蘇州源水凈化設(shè)備有限公司

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          關(guān)于“激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器”

          閱讀:719      發(fā)布時(shí)間:2023-5-26
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          目前激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的用戶越來(lái)越多,激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、精密機(jī)械、彩管制造、微生物等行業(yè)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種潔凈等級(jí)的工作臺(tái)、凈化室、凈化車間的凈化效果、潔凈級(jí)別進(jìn)行監(jiān)控,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

          激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用來(lái)測(cè)量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器, 從而為空氣潔凈度的評(píng)定提供依據(jù)。 常見的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是光散射式(DAPC)的,測(cè)量粒徑范圍 0.1-10 μ m,此外還有凝聚核式的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器( CNC),可測(cè)量尺寸更小的塵埃粒子。

          CLJ-3508計(jì)數(shù)器50L-1.png

          激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的工作原理

          激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器基本原理是光學(xué)傳感器的探測(cè)激光經(jīng)塵埃粒子散射后被光敏元件接收并產(chǎn)生脈沖信號(hào),該脈沖信號(hào)被輸出并放大,然后進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理,通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)粒子信號(hào)進(jìn)行比較,將對(duì)比結(jié)果用不同的參數(shù)表示出來(lái)。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,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(guò)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(guò)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。


          光源

          光源是激光塵埃粒子計(jì)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。 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的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。采用普通光源的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器對(duì)0.3 μ m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(wú)幾,信號(hào)很難從噪聲中檢測(cè)出來(lái)。

          此類儀器雖然標(biāo)有 0.3 μ m這一通道,但只適于測(cè)定大于 0.3 μ m特別是 0.5 μ m 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激光塵埃粒子計(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 0.1 μ m 的微粒。


          測(cè)量腔

          測(cè)量腔是進(jìn)行微粒觀測(cè)的空間, 被采集的空氣要從測(cè)量腔內(nèi)穿過(guò)。 儀器的光學(xué)系統(tǒng)使光源經(jīng)透鏡、狹縫照射到測(cè)量腔中, 形成一個(gè)體積約幾個(gè)立方毫米的光敏感區(qū)。當(dāng)空氣中的塵埃通過(guò)光敏感區(qū)時(shí),會(huì)散射出一部分光能量,被與入射光成一角度(90度或70度)的集光透鏡收集,再投射到光檢測(cè)器上。


          光檢測(cè)器

          光檢測(cè)器是將散射光能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器件。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器中常用的光檢測(cè)器是光電倍增管和光電二極管。

          光電倍增管把光電子放大幾萬(wàn)倍后轉(zhuǎn)換成幾個(gè)毫伏到幾十毫伏的電信號(hào), 具有光譜線性好、 響應(yīng)時(shí)間快、暗電流小的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是體積大。

          光電倍增管工作時(shí)需加上幾百伏特的負(fù)高壓,儀器中有相應(yīng)的高壓產(chǎn)生電路,在對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)試或校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意安全。光電二極管是一種受到光照后能產(chǎn)生電子的半導(dǎo)體元件,具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn),常與檢測(cè)腔做成一體。


          流量監(jiān)控

          激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的采樣流量一般為 2.83L/min 或 28.3L/min,進(jìn)口儀器常標(biāo)識(shí)為 0.1cfm(立方英尺每分鐘)或 1cfm,主要是為了便于進(jìn)行符合  Fed-Std-209E 的潔凈度的計(jì)算。大流量的采樣(28.3L/min)更能準(zhǔn)確地反映空氣的潔凈狀況,但使最大采樣濃度降低。


          氣泵及過(guò)濾器

          氣泵位于激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器內(nèi)部,氣泵使儀器產(chǎn)生采樣流量。氣泵要求噪音低、振動(dòng)小、產(chǎn)生的氣流穩(wěn)定。過(guò)濾器應(yīng)能過(guò)濾掉 0.3 μ m 以上的微粒,以免從儀器排出的空氣對(duì)潔凈區(qū)產(chǎn)生影響。


          電路系統(tǒng)

          不同粒徑大小的粒子經(jīng)激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的光電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后, 會(huì)產(chǎn)生不同幅度 (電壓) 的電脈沖信號(hào),粒徑越大,脈沖電壓越高。信號(hào)電壓與粒徑之間的關(guān)系,也叫轉(zhuǎn)換靈敏度。

          對(duì)于給定的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器, 粒徑大小與脈沖電壓是一一對(duì)應(yīng)的, 例如某臺(tái)激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度為 0.3 μ m對(duì)應(yīng)69mv,0.5 μ m 對(duì)應(yīng) 531mv,1.0 μ m對(duì)應(yīng) 701mv 等,若激光塵埃粒子計(jì)數(shù) 器檢測(cè)到一個(gè)脈沖為100mv,則這個(gè)粒子的大小肯定大于0.3 μ m而小于0.5μm。

          激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是測(cè)量大于等于某一粒徑的粒子數(shù)量的儀器,其內(nèi)部電路就是統(tǒng)計(jì)大于等于某一電壓值的脈沖數(shù)量的電路。對(duì)于上段中的例子,測(cè)量空氣中大于等于 0.3 μ m粒子的數(shù)量,在電路中就是統(tǒng)計(jì)大于等于 69mv 的脈沖的個(gè)數(shù), 測(cè)量大于等于 0.5 μ m粒子的數(shù)量,在電路中就是統(tǒng)計(jì)大于等于 531mv 的脈沖的個(gè)數(shù),依此類推。所以儀器對(duì)塵埃粒子的測(cè)量,主要靠轉(zhuǎn)換靈敏度這個(gè)參數(shù)。

          另外需要說(shuō)明的是,每臺(tái)激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度均不同, 在出廠時(shí)及以后須定期用標(biāo)  準(zhǔn)粒子進(jìn)行校準(zhǔn),以獲得最佳轉(zhuǎn)換靈敏度值。 電路系統(tǒng)就是完成對(duì)脈沖信號(hào)的放大、甄別、計(jì)數(shù)的電路。此外還包括電源、控制、顯示、計(jì)算、打印等電路。

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          使用激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的注意事項(xiàng)

          1、當(dāng)入口管被蓋住或被堵塞,不要啟動(dòng)計(jì)數(shù)器;

          2、激光塵埃粒子計(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;

          3、不要測(cè)有可能產(chǎn)生反應(yīng)的混合氣體(如氫氣和氧氣)。 這此氣體也可能在計(jì)數(shù)器內(nèi)產(chǎn)生爆炸。測(cè)這些氣體需與廠家聯(lián)系為取得更多的信息;

          4、沒有高壓減壓設(shè)備(如高壓擴(kuò)散器)不要取樣壓縮空氣,所有的顆粒計(jì)數(shù)儀被設(shè)計(jì)用于在一個(gè)大氣壓下操作;

          5、水,溶液或其它液體都不能從入口管進(jìn)入傳感器;

          6、塵埃粒子計(jì)數(shù)器主要用來(lái)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;

          7、取樣時(shí),僻免取樣從計(jì)數(shù)器本身排出來(lái)的或被計(jì)數(shù)器出來(lái)的氣體所污染的氣體;

          8、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。



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