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塵埃粒子計(jì)數(shù)器的工作原理：光散射技術(shù)的核心解析

來源：蘇州時(shí)豐精密儀器有限公司   2025年07月09日 11:05  
　　塵埃粒子計(jì)數(shù)器基于光散射技術(shù)實(shí)現(xiàn)空氣中微粒的精準(zhǔn)檢測(cè)，其核心原理是通過微粒對(duì)光的散射效應(yīng)，結(jié)合光電轉(zhuǎn)換與信號(hào)處理，完成對(duì)粒子數(shù)量及粒徑的量化分析。以下是其工作原理的詳細(xì)解析：
　　1.光散射現(xiàn)象：微粒與光的相互作用
　　當(dāng)光線照射到空氣中的微粒（如塵埃、煙霧等）時(shí)，部分光會(huì)偏離原傳播方向，向四周散射，形成散射光。散射光的強(qiáng)度與微粒的表面積（即粒徑的平方）成正比：粒徑越大，散射光越強(qiáng)。例如，0.5μm粒子的散射光強(qiáng)度是0.3μm粒子的2.78倍（表面積比為(0.5/0.3)²≈2.78）。這一規(guī)律是光散射式粒子計(jì)數(shù)器的理論基礎(chǔ)。
　　2.核心組件：光路與信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
　　光源：通常采用激光（波長(zhǎng)635nm）或普通碘鎢燈。激光光源因單色性好、方向性強(qiáng)，可檢測(cè)0.1μm以上微粒；普通光源適用于0.3μm以上微粒。
　　測(cè)量腔：空氣以恒定流量（如28.3L/min）通過，微粒在此被光源照射并散射光。
　　光檢測(cè)器：光電倍增管或光電二極管將散射光轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)。例如，0.3μm粒子可能產(chǎn)生69mV的電脈沖，0.5μm粒子則產(chǎn)生531mV。
　　信號(hào)處理單元：對(duì)電脈沖進(jìn)行放大、甄別，統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)量（對(duì)應(yīng)粒子個(gè)數(shù)）和幅度（對(duì)應(yīng)粒子大?。?/div>
　　3.工作流程：從光脈沖到數(shù)據(jù)輸出
　　采樣：真空泵抽取空氣，通過等動(dòng)能取樣頭確保粒子分布均勻。
　　光散射：微粒在測(cè)量腔內(nèi)散射激光，形成光脈沖信號(hào)。
　　光電轉(zhuǎn)換：光檢測(cè)器將光脈沖轉(zhuǎn)換為電脈沖。
　　信號(hào)處理：電子線路放大、甄別電脈沖，區(qū)分不同粒徑的粒子（如0.3μm、0.5μm、1.0μm等）。
　　數(shù)據(jù)顯示：計(jì)數(shù)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)各粒徑通道的脈沖數(shù)量，計(jì)算單位體積空氣中的粒子濃度，并顯示結(jié)果。
　　4.技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景
　　高靈敏度：可檢測(cè)0.1μm級(jí)微粒，滿足潔凈室（如ISOClass5級(jí)）的監(jiān)測(cè)需求。
　　實(shí)時(shí)性：采樣與數(shù)據(jù)分析同步完成，適用于動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。
　　多場(chǎng)景應(yīng)用：
　　醫(yī)藥行業(yè)：監(jiān)測(cè)GMP車間，防止微生物載體（≥0.5μm粒子）污染藥品。
　　電子制造：檢測(cè)半導(dǎo)體車間納米級(jí)粉塵，保障元件良率。
　　環(huán)境監(jiān)測(cè)：評(píng)估室內(nèi)空氣質(zhì)量（如PM2.5、PM10濃度）。
　　5.關(guān)鍵參數(shù)與性能指標(biāo)
　　粒徑分辨率：通常分6檔（0.3μm、0.5μm、1.0μm、3.0μm、5.0μm、10.0μm），分辨率越高，對(duì)微小粒子的區(qū)分能力越強(qiáng)。
　　流量穩(wěn)定性：采樣流量偏差需≤±5%，否則會(huì)影響濃度計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　計(jì)數(shù)效率：理想情況下應(yīng)接近100%，但實(shí)際受光學(xué)系統(tǒng)、電氣噪聲等因素影響，通常需定期校準(zhǔn)。
　　6.校準(zhǔn)與維護(hù)要點(diǎn)
　　光學(xué)校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)粒子（如聚苯乙烯乳膠球）驗(yàn)證波長(zhǎng)和光強(qiáng)均勻性。
　　流量校準(zhǔn)：通過流量計(jì)檢查采樣流量，確保恒定。
　　環(huán)境控制：避免高濃度或腐蝕性氣體，防止污染光路和氣路器件。
　　定期自凈：儀器啟動(dòng)前需自凈20分鐘，清除殘留粒子，減少背景噪聲。

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