粒子計(jì)數(shù)器是測試空氣塵埃粒子顆粒的粒徑及其分布的儀器,那么粒子計(jì)數(shù)器的組成部分對儀器又有哪些影響呢?上海旦鼎來為您分析:
光源:要求穩(wěn)定性高、壽命長、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,常與檢測腔及光檢測器做成一體,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0.3μm以下的微粒信號響應(yīng)很低,其信號幅度與計(jì)數(shù)器本身的噪聲幅度相差無幾,信號很難從噪聲中檢測出來。此類儀器雖然標(biāo)有0.3μm這一通道,但只適于測定大于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到0.1μm的微粒。
測量腔:只有采集的空氣從測量腔內(nèi)穿過測量才有意義
測量腔是是儀器的光學(xué)系統(tǒng)使光源經(jīng)透鏡、狹縫照射到測量腔中,形成一個體積約幾個立方毫米的光敏感區(qū)。當(dāng)空氣中的塵埃通過光敏感區(qū)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)的集光透鏡收集,再投射到光檢測器上。
光檢測器:將散射光能量轉(zhuǎn)換為電信號的光電轉(zhuǎn)換器件
光檢測器較為常用的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倍后轉(zhuǎn)換成幾個毫伏到幾十毫伏的電信號,具有光譜線性好、響應(yīng)時間快、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,在對儀器進(jìn)行調(diào)試或校準(zhǔn)時應(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、外圍電路簡單的特點(diǎn),常與檢測腔做成一體。
流量監(jiān)控:主要是為了便于進(jìn)行符合Fed-Std-209E的潔凈度的計(jì)算
采樣流量一般為2.83L/min或28.3L/min,進(jìn)口儀器常標(biāo)識為0.1cfm(立方英尺每分鐘)或1cfm,大流量的采樣(28.3L/min)更能準(zhǔn)確地反映空氣的潔凈狀況,但使較為大采樣濃度降低。
氣泵:要求噪音低、振動小、產(chǎn)生的氣流穩(wěn)定
氣泵位于儀器內(nèi)部,使儀器產(chǎn)生采樣流量。
過濾器:應(yīng)能過濾掉0.3μm以上的微粒,
過濾器的作用是以免從儀器排出的空氣對潔區(qū)產(chǎn)生影響。
電路系統(tǒng):包括電源、控制、顯示、計(jì)算、打印等電路
電路系統(tǒng)就是完成對脈沖信號的放大、甄別、計(jì)數(shù)的電路,此外需要說明的是,每臺塵埃粒子計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度均不同,在出廠時及以后須定期用標(biāo)準(zhǔn)粒子進(jìn)行校準(zhǔn),以獲得較為佳轉(zhuǎn)換靈敏度值。
進(jìn)入粒子計(jì)數(shù)器的入口樣本對計(jì)數(shù)器的分辨率起著至關(guān)重要的作用。起到這一作用的是入口噴嘴。
入口噴嘴類型
入口有兩種類形:一種是扁平的(寬10mm,高0.1mm),另一種是內(nèi)徑為2-3mm的圓形。
入口噴嘴為扁平的時,通常激光束是一條與噴嘴同軸的窄線。扁平噴嘴出來的氣流速度相當(dāng)均勻,它通過激光束中較為強(qiáng)而且較為均勻的部分,因此精度較為高。但是,扁平噴嘴的橫截面小,意味著要求真空度高于圓形噴嘴,這樣會增加能耗(這點(diǎn)非常重要,特別是在采用電池供電時)。扁平噴嘴的制造比較復(fù)雜,價格也較高,而且它和激光之間的配合也是一個問題。
入口噴嘴為圓形時,激光束則通常與入射口的軸線大致成直角。粒子會通過一個非常狹窄,強(qiáng)度很高的激光面。圓形噴嘴比較簡單,因?yàn)樗臋M截面較大,對于速度相同的氣流,對真空度的要求也較低,所以當(dāng)空氣吸入時,能耗也較小。相對于扁平噴嘴,氣流速度較低意味著每個粒子散射的光也更多。形噴嘴的缺點(diǎn)在于它會降低氣流的均勻性,而且激光束的功率不是均勻的;光束會變粗,因而精度較低。
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