塵埃粒子計數(shù)器的組成及各部分功能

塵埃粒子計數(shù)器的組成及各部分功能

1、光源

　　光源是塵埃粒子計數(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(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(90或70)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，缺點是體積大。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，常與檢測腔做成一體。

　　4、流里監(jiān)控

　　目前國產(chǎn)塵埃粒子計數(shù)器常采用轉(zhuǎn)子流量計作流量指示，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0.1cfm或1cfm)，主要是為了便于進(jìn)行符合209E的潔凈度的計算。

　　大流量的采樣(28.3L/min)更能地反映空氣的潔凈狀況，但使采樣濃度降低。

　　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(yīng)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(yīng)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(yīng)69mV，0.5μm對應(yīng)531mV，1.0μm對應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)粒子進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得較好的轉(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。