北京恒奧德儀器儀表有限公司
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恒奧德儀器激光塵埃粒子計(jì)數(shù)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(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(zhǎng)、微粒折射率及微粒對(duì)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(cè)定散射光的強(qiáng)度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子計(jì)數(shù)器的基本原理。
構(gòu)成操作
1 光源
光源是塵埃計(jì)數(shù)器的關(guān)鍵部件，對(duì)儀器的性能影響很大。光源要求穩(wěn)定性高、壽命長(zhǎng)、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(kāi)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(zhǎng)，常和檢i貝0腔及光檢測(cè)器做成一體，組成傳感器。常見(jiàn)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(jì)數(shù)器對(duì)0.3m以下的微粒信號(hào)響應(yīng)很低，其信號(hào)幅度和計(jì)數(shù)器本身的噪聲幅度相差無(wú)幾，信號(hào)很難從噪聲中檢測(cè)出來(lái)。此類儀器雖然標(biāo)有0.3m這一通道，但只適于測(cè)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(wěn)定，所以采用激光光源的塵埃計(jì)數(shù)器其傳感器有較高的信噪比，此類儀器有些能檢測(cè)到0.1m的微粒。
2 測(cè)量腔
測(cè)量腔是進(jìn)行微粒觀測(cè)的空間，被采集的空氣要從測(cè)量腔內(nèi)穿過(guò)。儀器的光學(xué)系統(tǒng)使光源經(jīng)透鏡、狹縫照射到測(cè)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(guò)光敏感區(qū)時(shí)，會(huì)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(cè)器上。
3 光檢測(cè)器
光檢測(cè)器是將散射光能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器件。塵埃計(jì)數(shù)器中光檢測(cè)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(wàn)倍后轉(zhuǎn)換成幾個(gè)毫伏到幾十毫伏的電信號(hào)，光譜具有線性好、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(duì)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(jiǎn)單的特點(diǎn)，常和檢測(cè)腔做成一體。
4 流量監(jiān)控
目前國(guó)產(chǎn)塵埃計(jì)數(shù)器常采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)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(jì)上的旋鈕，此時(shí)儀器的控制電路對(duì)流量是沒(méi)有監(jiān)控的。進(jìn)口塵埃計(jì)數(shù)器通過(guò)流量傳感器對(duì)流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)。
塵埃計(jì)數(shù)器的采樣流量一般為83L/min或28.3L/min(進(jìn)口儀器常以“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Fed―Std一209E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，但使采樣濃度降低。
5 氣泵及過(guò)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(dòng)小、產(chǎn)生的氣流穩(wěn)定。過(guò)濾器應(yīng)能過(guò)濾掉0.3ttm以上的微粒，以免從儀器排出的空氣對(duì)潔凈區(qū)產(chǎn)生影響。
