尘埃粒子计数器的原理及组成

        目前，使用激光粉尘颗粒计数器的用户越来越多。激光尘埃粒子计数器广泛应用于医药、电子、精密机械、色管制造、微生物等行业。对车间的净化效果和洁净度进行监控，确保产品质量。激光尘埃粒子计数器是用来测量空气中尘埃粒子的数量和粒度分布的仪器，从而为空气洁净度的评价提供依据。常见的激光尘埃粒子计数器是光散射型（DAPC），可测量0.1-10μm的粒径范围，此外还有凝聚芯型激光尘埃粒子计数器（CNC），可测量较小的尘埃粒子。尺寸。本文将介绍光散射激光尘埃粒子计数器。
        二、激光尘埃粒子计数器的工作原理
        激光尘粒计数器的基本原理是光学传感器的检测激光被尘粒散射后被光敏元件接收产生脉冲信号，将脉冲信号输出放大，再进行数字信号处理，通过与标准粒子信号的比较，用不同的参数表示比较结果。空气中的粒子在光线照射下会发生散射，这种现象称为光散射。光散射与光的粒子大小、光波、粒子折射率、粒子吸收特性等因素有关。但就散射光强度和粒径而言，有一个基本规律，即粒子的散射光强度随着粒子表面积的增加而增加。这样，只要测量散射光的强度，就可以推断出粒子的大小。事实上，每个粒子产生的散射光强度都很微弱，是一个非常小的光脉冲。需要经过光电转换器放大，将光脉冲转换成信号幅值较大的电脉冲，再经电子电路进一步放大和屏蔽，从而完成大量电脉冲的计数。此时，电脉冲的个数对应于粒子的个数，电脉冲的幅度对应于粒子的大小。这就是光散射激光尘埃粒子计数器的基本原理。
        三、激光尘埃粒子计数器的组成
        3.1 光源
        光源是激光尘埃粒子计数器的关键部件，性能影响是巨大的。光源要求高稳定性、长寿命、无干扰。激光尘埃粒子计数器的光源有普通光源和激光光源两种。常见的光源是钨丝灯，体积大，发热量高，寿命短。开机后需要预热。激光光源为激光器，体积小、稳定性高、寿命长。它通常与检测腔和光电探测器集成在一起，形成传感器。常见的激光光源包括氦氖激光器和激光二极管。使用普通光源的激光尘埃粒子计数器对0.3μm以下粒子的信号响应非常低，信号幅度与计数器本身的噪声幅度几乎相同，信号很难从噪音。这类仪器虽然标有0.3μm的通道，但仅适用于测量大于0.3μm的颗粒，尤其是0.5μm以上的颗粒。由于激光的单色性好，光能集中稳定，使用激光光源的激光尘埃粒子计数器的传感器具有较高的信噪比，其中一些仪器可以检测到0.1μm的粒子.
         3.2 测量腔
        测量腔是进行粒子观察的空间，收集的空气必须通过测量腔。仪器的光学系统使光源通过透镜和狭缝照射到测量腔内，形成一个体积约为数立方毫米的光敏区。当空气中的尘埃通过感光区时，一部分光能被散射，由与入射光成一定角度（90度或70度）的聚光透镜收集，然后投射到光电探测器上。
         3.3 光电探测器
        光电探测器是一种将散射光能转换为电信号的光电转换器件。激光尘埃粒子计数器中z 常用的光电探测器是光电倍增管和光电二极管。光电倍增管将光电子放大数万倍，转换成几毫伏到几十毫伏的电信号。它具有光谱线性好、响应时间快、暗电流小等优点。光电倍增管工作时，需要加上几百伏的负高压。仪器内有相应的高压发生电路。调试或校准仪器时要注意安全。光电二极管是一种半导体元件，被照射后可以产生电子。具有体积小、外围电路简单的特点。腔体是一体的。
        
         3.4 流量监控
        激光尘埃粒子计数器的采样流量一般为2.83L/min或28.3L/min，进口仪器常标注为0.1cfm（立方英尺每分钟）或1cfm，主要是为了方便符合清洁度计算适用于 Fed-Std-209E。大流量采样（28.3L/min）更能准确反映空气的洁净度，但会降低最大采样浓度。
        
         3.5 气泵和过滤器
        气泵位于激光尘埃粒子计数器内部，气泵使仪器产生采样流量。气泵要求噪音低、振动小、气流稳定。过滤器应能滤除0.3μm以上的颗粒物，以免仪器排出的空气对洁净区造成影响。
         3.6 电路系统
        不同粒径的颗粒经激光粉尘颗粒计数器光电系统转换后，会产生不同幅度（电压）的电脉冲信号。粒径越大，脉冲电压越高。信号电压与粒径的关系也称为转换灵敏度。对于给定的激光粉尘颗粒计数器，颗粒大小与脉冲电压之间存在一一对应关系。例如激光尘粒计数器的转换灵敏度是0.3μm对应69mv，0.5μm对应531mv，1.0μm对应701mv等。如果尘粒计数器检测到100mv的脉冲，则颗粒大小必须更大小于0.3μm和小于0.5μm。激光尘埃粒子计数器是测量大于或等于一定粒径的粒子数的仪器，其内部电路是对大于或等于一定电压值的脉冲数进行计数的电路。以上一段为例，要测量空气中大于等于0.3μm的粒子数，在电路中就是统计大于等于69mv的脉冲数，测量大于等于0.3μm的粒子数大于等于0.5μm，在电路中是计数大于等于531mv的脉冲个数，以此类推。因此，仪器对尘埃粒子的测量主要取决于转换灵敏度参数。
        另外需要注意的是，每个激光尘粒计数器的转换灵敏度不同，必须在出厂和之后定期用标准粒子校准，以获得转换灵敏度值。电路系统是完成脉冲信号放大、判别和计数的电路。此外，还包括电源、控制、显示、计算、打印等电路。
         4、使用激光尘埃粒子计数器的注意事项。
         1）进水管被盖或堵塞时不要启动计数器
        2）激光尘埃粒子计数器应在清洁的环境中使用，以防止损坏激光传感器损坏
        3)、不要测量可能发生反应的气体混合物（如氢气和氧气）。气体也可能在柜台内爆炸。测试这些气体需要联系制造商以获取更多信息。
         4) 不要在没有高压减压设备（如高压扩散器）的情况下对压缩空气进行采样，所有粒子计数器都设计为在一个大气压下运行。
         5)、水、溶液或其他液体不能从进水管进入传感器。
         6）粒子计数器主要用于检测净化车间的洁净环境。当测量处有松散的颗粒物、尘源和喷溅处时，必须与进水管保持至少十二英寸的距离。为了防止上述颗粒和液体污染传感器和管道。 7) 取样时，应避免对计数器本身排出的气体或被计数器气体污染的气体进行取样。
         8)、外接打印机或外接温湿度传感器时，需要先关闭计数器；