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TECHNICAL ARTICLES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)對各種潔凈等級的工作臺、凈化室、凈化車間的凈化效果、潔凈進(jìn)行監(jiān)控,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。常見的塵埃粒子計(jì)數(shù)器是光散射式(DAPC)的,測量粒徑范圍0.1一loam,此外還有凝聚核式的塵埃粒子計(jì)數(shù)器(CNC),可測量尺寸更小的塵埃粒子。是用來測量空氣中微粒的數(shù)量及大小的儀器,從而為空氣潔凈度的評定依據(jù)。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,具有性能穩(wěn)定、使用靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。以下是上海滬凈實(shí)業(yè)塵小編整理的塵埃粒子計(jì)數(shù)器的五大知識點(diǎn),新手需掌握!
一、實(shí)際購買塵埃粒子計(jì)數(shù)器時應(yīng)注意的問題
在粒子計(jì)數(shù)器的選購中,現(xiàn)有粒子計(jì)數(shù)器型號種類繁多。
用戶先應(yīng)選擇滿足使用需求的粒子計(jì)數(shù)器,其次才是粒子計(jì)數(shù)器的問題。目前市場產(chǎn)品以臺式和便攜式粒子計(jì)數(shù)器為主,按光源則是白光和激光粒子計(jì)數(shù)器的較量;性能上又是國產(chǎn)與粒子計(jì)數(shù)器的拼殺。
臺式和便攜式粒子計(jì)數(shù)器在流量和精度,以及產(chǎn)品技術(shù)和器件上存在較大差異,但便攜式臺式的趨勢越發(fā)明顯,流量問題使便攜式無法和臺式相提并論。
白光和激光粒子計(jì)數(shù)器主要存在測試精度和產(chǎn)品性能的大差異,必然導(dǎo)致的優(yōu)劣。前者較之后者精度差,性能欠佳,光源使用壽命不長;但卻以低的深受客戶歡迎。
國產(chǎn)與粒子計(jì)數(shù)器差異較大,產(chǎn)品性能相距較遠(yuǎn)。
二、塵埃粒子計(jì)數(shù)器的組成及各部分功能
1、光源
光源是塵埃粒子計(jì)數(shù)器的關(guān)鍵部件,對儀器的性能影響很大。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、激光二管
采用普通光源的塵埃粒子計(jì)數(shù)器對0.3[cm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0.3Km這一通道,但只適于測定大于0.3pm特別是0.5[Lm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.l[CM的微粒。
2、氣泵及過濾器
氣泵位于儀器內(nèi)部,使儀器產(chǎn)生采樣流量。氣泵要求噪音低、振動小、產(chǎn)生的氣流穩(wěn)定。過濾器應(yīng)能過濾掉0.3ftm以上的微粒,以免從儀器排出的空氣對潔凈區(qū)產(chǎn)生影響。
3、流里監(jiān)控
目前國產(chǎn)塵埃粒子計(jì)數(shù)器常采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)作流量指示,則儀器的流量調(diào)節(jié)大多數(shù)是直接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)上的旋鈕,此時儀器的控制電路對流量是沒有監(jiān)控的。塵埃粒子計(jì)數(shù)器通過流量傳感器對流量進(jìn)行監(jiān)測,通過手動調(diào)節(jié)或自動反饋調(diào)節(jié)。
塵埃粒子計(jì)數(shù)器的采樣流量一般為2.83L/min或28.3L/min(儀器常以“立方英尺每分”為單位,標(biāo)記為0.lcfm或lcfm),主要是為了便于進(jìn)行符合Fed一Std一209E的潔凈度的計(jì)算。
大流量的采樣(28.3L/min)更能地反映空氣的潔凈狀況,但使大采樣濃度降低。
4、測且腔
測量腔是進(jìn)行微粒觀測的空間,被采集的空氣要從測量腔內(nèi)穿過。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,被與人射光成一角度(900或700)的集光透鏡收集,再投射到光檢測器上。
5、光檢測器
光檢測器是將散射光能量轉(zhuǎn)換為電信號的光電轉(zhuǎn)換器件。塵埃粒子計(jì)數(shù)器中常用的光檢測器是光電倍增管和光電二管。
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,光譜具有線性好、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。
6、電路系統(tǒng)
不同粒徑大小的粒子經(jīng)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的光電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后,會產(chǎn)生不同幅度(電壓)的電脈沖信號,粒徑越大,脈沖電壓越高。信號電壓與粒徑之間的關(guān)系,也叫轉(zhuǎn)換靈敏度。對于給定的塵埃粒子計(jì)數(shù)器,粒徑大小與脈沖電壓是一一對應(yīng)的,例如某臺塵埃粒子計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度為0.3[tm對應(yīng)69mV,0.5tLm對應(yīng)531mV,1.01im對應(yīng)701mV等,若塵埃粒子計(jì)數(shù)器檢測到一個脈沖為100mv,則這個粒子的大小肯定大于0.3fm而小于0.5rLmo
塵埃粒子計(jì)數(shù)器是測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。對于上段中的例子,測量空氣中大于等于0.31m粒子的數(shù)量,在電路中就是統(tǒng)計(jì)大于等于69mV的脈沖的個數(shù),測量大于等于0.5tr.m粒子的數(shù)量,在電路中就是統(tǒng)計(jì)大于等于531mV的脈沖的個數(shù),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(shù)。
另外需要說明的是,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),以獲得佳轉(zhuǎn)換靈敏度值。
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。此外還包括電源、控制、顯示、計(jì)算、打印等電路。
三、塵埃粒子計(jì)數(shù)器的正確操作
1、準(zhǔn)備操作
⑴打開電源開關(guān),按“確認(rèn)”鍵將屏幕調(diào)至圖(四)測量界面,觀看電池符號,若電池電量不足,則將電源適配器插入“電源插座”,給電池充電,同時儀器也可正常操作使用。
⑵開機(jī)預(yù)熱1分鐘左右。
⑶過濾器自凈口與采樣口相連,按“確認(rèn)”兩次進(jìn)入測量界面,打開“采樣”,使儀器自凈清零。
2、操作步驟
將采樣頭接在“采樣口”處。
在參數(shù)設(shè)置界面下按 “▲”“▼”及“確認(rèn)“鍵,設(shè)定所需工作參數(shù)。若數(shù)據(jù)庫清零,將光標(biāo)移至數(shù)據(jù)清零處,按“▲”令數(shù)字由“0”改成“5”然后按“確認(rèn)”鍵,數(shù)字變成“9”即可。若不修改工作參數(shù),直接按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入測量界面。
按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入測量界面后,按“采樣”鍵,打開泵源進(jìn)行采樣測試,采集數(shù)據(jù)。若采樣結(jié)果理想,則按“確認(rèn)”鍵,令液晶屏下方“Rec”為ON,存貯采樣數(shù)據(jù),否則就按“確認(rèn)”鍵,令“Rec”為OFF。按“模式”鍵,轉(zhuǎn)換顯示方式。按“▲”“▼”鍵,在*、第三狀態(tài)可翻動觀察以前某周期采樣記錄。再按“采樣”鍵,則為關(guān)。
在測試界面時,若需改變工作參數(shù),按“退出”鍵退回到參數(shù)設(shè)置狀態(tài)進(jìn)行。
四、塵埃粒子計(jì)數(shù)器的工作原理
空氣中的微粒在光的照射下會發(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、微粒折射率及微粒對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,每個粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度很弱,是一個很小的光脈沖,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,從而完成對大量電脈沖的計(jì)數(shù)工作。此時,電脈沖數(shù)量對應(yīng)于微粒的個數(shù),電脈沖的幅度對應(yīng)于微粒的大小。
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)很簡單,而判斷粒子的大小非常重要。
五、粒子計(jì)數(shù)器的使用注意事項(xiàng)
1、水,溶液或其它液體都不能從入口管進(jìn)入傳感器。
2、粒子計(jì)數(shù)器主要用來測試凈化車間干凈的環(huán)境,當(dāng)測的地方有松散顆粒的材質(zhì),灰塵源,噴霧處時,須少保持距管至少十二英寸遠(yuǎn)。以免以上的顆粒及液體污染傳感器及管路。
3、當(dāng)入口管被蓋住或被堵塞,不要啟動計(jì)數(shù)儀
4、應(yīng)該在潔凈環(huán)境下使用,以防止對激光傳感器的損傷
5、取樣時,避免取樣從計(jì)數(shù)器本身排出來的氣體所污染的氣體。
6、在連接外置打印機(jī)或連接外接溫濕度傳感器時,需先關(guān)掉計(jì)數(shù)器;當(dāng)執(zhí)行打印操作時,打印機(jī)上須有打印紙,否則會損傷打印頭。
7、在搬運(yùn)時,應(yīng)輕搬輕放,少受振動、沖擊。特別是對于臺式的粒子計(jì)數(shù)器,更加要小心,以免損壞內(nèi)部元件。
8、禁止抽取含有油污、腐蝕性物質(zhì)的氣體,也不要測有可能產(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。測這些氣體需與為取得更多的信息。
9、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。
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