恒奥德仪器激光尘埃粒子计数器工作原理工作原理

工作原理

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特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，有一个基本规律，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。

构成操作

1 光源

光源是尘埃计数器的关键部件，对仪器的性能影响很大。光源要求稳定性高、寿命长、不受干扰。

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、发热量高、寿命短，开机后需要预热。激光光源为激光器，体积小、稳定性高、寿命长，常和检i贝0腔及光检测器做成一体，组成传感器。常见的激光光源有HeNe激光器、激光二极管。

采用普通光源的尘埃计数器对0.3m以下的微粒信号响应很低，其信号幅度和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0.3m这一通道，但只适于测定大于0.3m特别是0.5m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尘埃计数器其传感器有较高的信噪比，此类仪器有些能检测到0.1m的微粒。

2 测量腔

测量腔是进行微粒观测的空间，被采集的空气要从测量腔内穿过。仪器的光学系统使光源经透镜、狭缝照射到测量腔中，形成一个体积约几个立方毫米的光敏感区。当空气中的尘埃通过光敏感区时，会散射出一部分光能量，被和入射光成一角度(90°或70°)的集光透镜收集，再投射到光检测器上。

3 光检测器

光检测器是将散射光能量转换为电信号的光电转换器件。尘埃计数器中光检测器是光电倍增管和光电二极管。

光电倍增管把光电子放大几万倍后转换成几个毫伏到几十毫伏的电信号，光谱具有线性好、响应时间快、暗电流小的优点，缺点是体积大。光电倍增管工作时需加上几百伏特的负高压，仪器中有相应的高压产生电路，在对仪器进行调试或校准时应注意安全。

光电二极管是一种受到光照后能产生电子的半导体元件，具有体积小、外围电路简单的特点，常和检测腔做成一体。

4 流量监控

目前国产尘埃计数器常采用转子流量计作流量指示，则仪器的流量调节大多数是直接调节转子流量计上的旋钮，此时仪器的控制电路对流量是没有监控的。进口尘埃计数器通过流量传感器对流量进行监测，通过手动调节或自动反馈调节。

尘埃计数器的采样流量一般为83L/min或28.3L/min(进口仪器常以“立方英尺每分"为单位，标记为0.1cfm或1cfm)，主要是为了便于进行符合Fed―Std一209E的洁净度的计算。大流量的采样(28.3L/min)更能准确地反映空气的洁净状况，但使采样浓度降低。

5 气泵及过滤器

气泵位于仪器内部，使仪器产生采样流量。气泵要求噪音低、振动小、产生的气流稳定。过滤器应能过滤掉0.3ttm以上的微粒，以免从仪器排出的空气对洁净区产生影响。