1 引言
_z;N|Xe 目前激光
塵埃粒子計數器的用戶越來越多,激光塵埃粒子計數器廣泛應用于醫(yī)藥、電子、精密機械、彩管制造、微生物等行業(yè)中,實現對各種潔凈等級的工作臺、凈化室、凈化車間的凈化效果、潔凈級別進行監(jiān)控,以確保產品的質量。激光塵埃粒子計數器是用來測量空氣中塵埃微粒的數量及粒徑分布的儀器,從而為空氣潔凈度的評定提供依據。常見的激光塵埃粒子計數器是光散射式(DAPC)的,測量粒徑范圍 0.1-10μm,此外還有凝聚核式的激光塵埃粒子計數器(CNC),可測量尺寸更小的塵埃粒子。本文將介紹光散射式激光塵埃粒子計數器。
P&K~wP] [M.Vu 2.激光塵埃粒子計數器的工作原理
N^)OlH 激光塵埃粒子計數器基本原理是
光學傳感器的探測激光經塵埃粒子散射后被光敏元件接收并產生脈沖信號,該脈沖信號被輸出并放大,然后進行數字信號處理,通過與標準粒子信號進行比較,將對比結果用不同的參數表示出來?諝庵械奈⒘T诠獾恼丈湎聲l(fā)生散射,這種現象叫光散射。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。但是就散射光強度和微粒大小而言,有一個基本規(guī)律,就是微粒散射光的強度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測定散射光的強度就可推知微粒的大小,實際上,每個粒子產生的散射光強度很弱,是一個很小的光脈沖,需要通過光電轉換器的放大作用,把光脈沖轉化為信號幅度較大的電脈沖,然后再經過電子線路的進一步放大和甄別,從而完成對大量電脈沖的計數工作。此時,電脈沖數量對應于微粒的個數,電脈沖的幅度對應于微粒的大小。這就是光散射式激光塵埃粒子計數器的基本原理。
97lwPjq uAP|ASH9T 3.1光源
][Kj^7/ 光源是激光塵埃粒子計數器的關鍵部件,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。激光塵埃粒子計數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,開機后需要預熱。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。采用普通光源的激光塵埃粒子計數器對0.3μm以下的微粒信號響應很低,其信號幅度與計數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激光塵埃粒子計數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。
)9$Xfq/ a)]N#gx 3.2 測量腔
+J2=\YO 測量腔是進行微粒觀測的空間,被采集的空氣要從測量腔內穿過。儀器的
光學系統(tǒng)使光源經
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。
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