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粒子計數(shù)器六大部分組件及其功能

發(fā)布時間:2021-10-15瀏覽次數(shù):1068返回列表

光源是塵埃粒子數(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。

  1.光源

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。

  采用普通光源的塵埃粒子計數(shù)器對0.3μm以下的微粒信號響應很低,其信號幅度與計數(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塵埃粒子計數(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。

 2.測量腔

  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(nèi)穿過。儀器的光學系統(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。

 3.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。塵埃粒子計數(shù)器中常用的光檢測器是光電倍增管和光電二極管。

  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,具有光譜線性好、響應時間快、暗電流小的優(yōu)點,缺點是體積大。光電倍增管工作時需加上幾百伏特的負高壓,儀器中有相應的高壓產(chǎn)生電路,在對儀器進行調(diào)試或校準時應注意安全。

  光電二極管是一種受到光照后能產(chǎn)生電子的半導體元件,具有體積小、外圍電路簡單的特點,常與檢測腔做成一體。

  4.流量監(jiān)控

  塵埃粒子計數(shù)器的采樣流量一般為2.83L/min28.3L/min,進口儀器常標識為0.1cfm(立方英尺每分鐘)或1cfm,主要是為了便于進行符合Fed-Std-209E的潔凈度的計算。

  大流量的采樣(28.3L/min)能準確地反映空氣的潔凈狀況,但使大采樣濃度降低。

  5.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。過濾器應能過濾掉0.3μm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。

  6.電路系統(tǒng)

  不同粒徑大小的粒子經(jīng)塵埃粒子計數(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數(shù)器,粒徑大小與脈沖電壓是一一對應的,例如某臺塵埃粒子計數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度為0.3μm對應69mv0.5μm對應531mv1.0μm對應701mv等,若塵埃粒子計數(shù)器檢測到一個脈沖為100mv,則這個粒子的大小肯定大于0.3μm而小于0.5μm

  塵埃粒子計數(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0.3μm粒子的數(shù)量,在電路中就是統(tǒng)計大于等于69mv的脈沖的個數(shù),測量大于等于0.5μm粒子的數(shù)量,在電路中就是統(tǒng)計大于等于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準粒子進行校準,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、計數(shù)的電路。此外還包括電源、控制、顯示、計算、打印等電路。

 

 

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