1 引言
E0Jk=cq 目前激光
塵埃粒子計(jì)數(shù)器的用戶越來越多，激光塵埃粒子計(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、潔凈級別進(jìn)行監(jiān)控，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用來測量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器，從而為空氣潔凈度的評定提供依據(jù)。常見的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)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(jì)數(shù)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(jì)數(shù)器。
Um\_G@ ~J,e^$u 2.激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的工作原理
.|9o`mF7 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器基本原理是
光學(xué)傳感器的探測激光經(jīng)塵埃粒子散射后被光敏元件接收并產(chǎn)生脈沖信號，該脈沖信號被輸出并放大，然后進(jìn)行數(shù)字信號處理，通過與標(biāo)準(zhǔn)粒子信號進(jìn)行比較，將對比結(jié)果用不同的參數(shù)表示出來。空氣中的微粒在光的照射下會(huì)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(gè)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，實(shí)際上，每個(gè)粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度很弱，是一個(gè)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(shí)，電脈沖數(shù)量對應(yīng)于微粒的個(gè)數(shù)，電脈沖的幅度對應(yīng)于微粒的大小。這就是光散射式激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的基本原理。
q2KWSh5 #9) D.d|5 3.1光源
9Wi+7_) 光源是激光塵埃粒子計(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。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)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(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。采用普通光源的激光塵埃粒子計(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激光塵埃粒子計(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。
orzy &4 KF4}cM=.5 3.2 測量腔
p [M*<==4 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(gè)體積約幾個(gè)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(shí)，會(huì)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。
dY%>C75O Me e+bp 3.3 光檢測器
-{'WIGm 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。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器中最常用的光檢測器是光電倍增管和光電二極管。
j9Y'HU5" 光電倍增管把光電子放大幾萬倍后轉(zhuǎn)換成幾個(gè)毫伏到幾十毫伏的電信號，具有
光譜線性好、響應(yīng)時(shí)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(shí)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(shí)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。
W6[# q%o z^ r 3.4流量監(jiān)控
t)/:VImY 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的采樣流量一般為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，主要是為了便于進(jìn)行符合Fed-Std-209E的潔凈度的計(jì)算。大流量的采樣（28.3L/min）更能準(zhǔn)確地反映空氣的潔凈狀況，但使最大采樣濃度降低。
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