粒子計(jì)數(shù)器各部分組件及功能的大致介紹

塵埃粒子計(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)性高、壽命長(zhǎng)、不受干擾。

  1.光源

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)性高、壽命長(zhǎng)，常與檢測(cè)腔及光檢測(cè)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粒子計(jì)數(shù)器對(duì)0.3μm以下的微粒信號(hào)響應(yīng)很低，其信號(hào)幅度與計(jì)數(shù)器本身的噪聲幅度相差無幾，信號(hào)很難從噪聲中檢測(cè)出來。此類儀器雖然標(biāo)有0.3μm這一通道，但只適于測(cè)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)，所以采用激光光源的塵埃粒子計(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0.1μm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。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)空氣中的塵埃通過光敏感區(qū)時(shí)，會(huì)散射出一部分光能量，被與入射光成一角度(90度或70度)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。塵埃粒子計(jì)數(shù)器中常用的光檢測(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倍后轉(zhuǎn)換成幾個(gè)毫伏到幾十毫伏的電信號(hào)，具有光譜線性好、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。

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)，常與檢測(cè)腔做成一體。

4.流量監(jiān)控

塵埃粒子計(jì)數(shù)器的采樣流量一般為2.83L/min或28.3L/min，進(jìn)口儀器常標(biāo)識(shí)為0.1cfm(立方英尺每分鐘)或1cfm，主要是為了便于進(jìn)行符合Fed-Std-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，但使大采樣濃度降低。

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(dòng)小、產(chǎn)生的氣流穩(wěn)。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(duì)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(jì)數(shù)器的光電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，會(huì)產(chǎn)生不同幅度(電壓)的電脈沖信號(hào)，粒徑越大，脈沖電壓越高。信號(hào)電壓與粒徑之間的關(guān)系，也叫轉(zhuǎn)換靈敏度。對(duì)于給的塵埃粒子計(jì)數(shù)器，粒徑大小與脈沖電壓是一一對(duì)應(yīng)的，例如某臺(tái)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度為0.3μm對(duì)應(yīng)69mv，0.5μm對(duì)應(yīng)531mv，1.0μm對(duì)應(yīng)701mv等，若塵埃粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)到一個(gè)脈沖為100mv，則這個(gè)粒子的大小肯大于0.3μm而小于0.5μm。

塵埃粒子計(jì)數(shù)器是測(cè)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(jì)大于等于某一電壓值的脈沖數(shù)量的電路。對(duì)于上段中的例子，測(cè)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(jì)大于等于69mv的脈沖的個(gè)數(shù)，測(cè)量大于等于0.5μm粒子的數(shù)量，在電路中就是統(tǒng)計(jì)大于等于531mv的脈沖的個(gè)數(shù)，依此類推。所以儀器對(duì)塵埃粒子的測(cè)量，主要靠轉(zhuǎn)換靈敏度這個(gè)參數(shù)。

另外需要說明的是，每臺(tái)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度均不同，在出廠時(shí)及以后須期用標(biāo)準(zhǔn)粒子進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得佳轉(zhuǎn)換靈敏度值。

電路系統(tǒng)就是完成對(duì)脈沖信號(hào)的放大、甄別、計(jì)數(shù)的電路。此外還包括電源、控制、顯示、計(jì)算、打印等電路。