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恒奧德儀器激光塵埃粒子計數器工作原理工作原理

工作原理

空氣中的微粒在光的照射下會發生散射，這種現象叫光散射。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。但是就散射光強度和微粒大小而言，有一個基本規律，就是微粒散射光的強度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測定散射光的強度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子計數器的基本原理。

構成操作

1 光源

光源是塵埃計數器的關鍵部件，對儀器的性能影響很大。光源要求穩定性高、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、穩定性高、壽命長，常和檢i貝0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計數器對0.3m以下的微粒信號響應很低，其信號幅度和計數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0.3m這一通道，但只適于測定大于0.3m特別是0.5m以上的微粒。

由于激光的單色性好，光能量集中穩定，所以采用激光光源的塵埃計數器其傳感器有較高的信噪比，此類儀器有些能檢測到0.1m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穿過。儀器的光學系統使光源經透鏡、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。當空氣中的塵埃通過光敏感區時，會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換為電信號的光電轉換器件。塵埃計數器中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換成幾個毫伏到幾十毫伏的電信號，光譜具有線性好、響應時間快、暗電流小的優點，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生電路，在對儀器進行調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生電子的半導體元件，具有體積小、外圍電路簡單的特點，常和檢測腔做成一體。

4 流量監控

目前國產塵埃計數器常采用轉子流量計作流量指示，則儀器的流量調節大多數是直接調節轉子流量計上的旋鈕，此時儀器的控制電路對流量是沒有監控的。進口塵埃計數器通過流量傳感器對流量進行監測，通過手動調節或自動反饋調節。

塵埃計數器的采樣流量一般為83L/min或28.3L/min(進口儀器常以“立方英尺每分"為單位，標記為0.1cfm或1cfm)，主要是為了便于進行符合Fed―Std一209E的潔凈度的計算。大流量的采樣(28.3L/min)更能準確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

氣泵位于儀器內部，使儀器產生采樣流量。氣泵要求噪音低、振動小、產生的氣流穩定。過濾器應能過濾掉0.3ttm以上的微粒，以免從儀器排出的空氣對潔凈區產生影響。