解析尘埃粒子计数器发展历程基本原理

尘埃粒子计数器是用于测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器。它可广泛应用于为各省市药检所、血液中心、防疫站、疾控中心、质量监督所等威机构、电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工、塑胶、喷漆、医院、环保、检验所等生产企业和科研部门。

　　发展历程

　　粒子计数器由显微镜发展而来，经历了显微镜、沉降管、沉降仪、离心沉降仪、颗粒计数器、激光空气粒子计数器、PCS纳米激光空气粒子计数器的过程，其中因激光空气粒子计数器测试速度快、动态分布宽、不受人为影响等各方面的优势，而成为很多行业的主流产品

　　基本原理

　　空气中的微粒在光的照射下会发生散射，这种现象叫光散射。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，有个基本规律，就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子计数器的基本原理。

　　粒子计数器测量原理

　　粒子计数器测量原理

　　实际上，每个粒子产生的散射光强度很弱，是个很小的光脉冲，需要通过光电转换器的放大作用，把光脉冲转化为信号幅度较大的电脉冲，然后再经过电子线路的步放大和甄别，从而成对大量电脉冲的计数工作。此时，电脉冲数量对应于微粒的个数，电脉冲的幅度对应于微粒的大小。

　　尘埃粒子计数器的具体工作原理:来自光源的光线被透镜组聚焦于测量腔内，当空气中的每个粒子快速地通过测量腔时，便把入射光散射次，形成个光脉冲信号。这光信号经过透镜组2被送到光检测器，正比地转换成电脉冲信号，再经过仪器电子线路的放大、甄别，拣出需要的信号，通过计数系统显示出来。

　　需要指出的是，虽然仪器称为"计数器"，但是仪器分辨微粒大小的能力更为重要。因为电脉冲的计数很简单，而判断粒子的大小非常重要。

　　量值溯源

　　《计量法》明确了保障计量单位的统和量值的准确可靠。无论是在生产、经营还是科学研究等方面，计量工作都是维护正常社会经济活动的重要保证。家为保证全的某参数量值的致、准确，使在用计量器具的量值能够溯源到家计量基准，实现全某数量量值的准确，自上而下的建立了善的全量值溯源体系。其目的主是通过对在用计量器具的校准，来保证生产、经营以及科学研究等各项经济活动的正常行。

　　粒子计数器是家规定的计量器具，在使用段时间后，其光学系统及检测系统都会发生变化，如光源老化、发光效率降低或聚焦错位、透镜被污染，从而使整机的转换灵敏度变化。因此需按JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》的要求每年定期到建筑能源与环境检测中心行定期校准，对仪器各方面行调整，以获得佳工作状态。

　　主要部件

　　光源是尘埃粒子计数器的关键部件，对仪器的性能影响很大。光源要求稳定性、寿命长、不受干扰。激光尘埃粒子计数器的光源有普通光源和激光光源两种。普通光源为碘钨灯，体积大、发热量、寿命短，开机后需要预热。激光光源为激光器，体积小、稳定性、寿命长，常与检测腔及光检测器做成体，组成传感器。常见的激光光源有HeNe激光器、激光二管。采用普通光源的激光尘埃粒子计数器对0.3μm以下的微粒信号响应很低，其信号幅度与计数器本身的噪声幅度相差无几，信号很难从噪声中检测出来。此类仪器虽然标有0.3μm这通道，但只适于测定大于0.3μm别是0.5μm以上的微粒。由于激光的单色性好，光能量集中稳定，所以采用激光光源的激光尘埃粒子计数器其传感器有较的信噪比，此类仪器有些能检测到0.1μm的微粒

　　分类

　　1、按测试原理:光散乱法测试(白光、激光)、显微镜法测试、称重法测试、DMA法测试(粒径分析仪)、惯性法测试、扩散法测试、凝聚核法测试(CNC)等。

　　2、按流量:小流量0.1cfm(2.83L/min)大流量1cfm(28.3L/min)，GMP新规定中也有50L/min,100L/min流量的仪器;

　　3、按形状、体积大小:手持式、台式

　　4、按测试通道:单通道(只测某种粒子径);双通道(测试某两种粒子径);多通道(测试多种粒子径)

　　5、其他:粒子计数器的应用域

　　性

　　日期和时间显示;

　　USB速通信接口;

　　RJ-45远程控制通信接口;

　　内置COM串行打印机接口;

　　计数限报警:仪器可设置1、10、100、1000、10000、100000、1000000六个别(对应ISO的4到9)的计数限报警;符合ISO14644-1/GB50073-2001(CLASS4，5，6，7，8，9)2010版GMP(A、B、C、D四个别静态和动态两个状态的测量)，FS-209E(10、100、1000、10000、100000、300000、1000000)等别的检测符合JJF-1190-2008尘埃粒子计数器计量校准规范及JISB9921:1997每五分钟≤1个

　　数据存储器，可存1000组测量结果;可存8000组测量结果;可存100000组测量结果;

　　内置传感器能测量温度、湿度并记录存储;

　　8个粒径通道可同时测量0.3μm,0.5μm，0.7μm，1.0μm，2.0μm，5.0μm，，7.0μm，10.0μm的粒子;可选0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10μm,、15μm,、20μm,八档粒径同时计数.

　　测试范围:1~100(对应ISO的4到9);

　　重复性:相对标准偏差≤10%;

　　粒径准确度:相对误差≤10%;

　　光源:采用激光二管作为传感器的光源;

　　流量:2.83升/分(0.1cfm)(误差≤±5%);28.3升/分(1cfm)(误差≤±5%);50升/分(1.77cfm)(误差≤±5%);100升/分(3.54cfm)(误差≤±5%);