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粒子計數器發展歷程及粒子計數器種類和原理

分類:
行業新聞
作者:
蘇信
發布時間:
2018/09/10 10:04
  粒子計數器是一種利用光的散射原理進行塵粒計數的儀器,是測試空氣塵埃粒子顆粒的粒徑及其分布的專用儀器。由顯微鏡發展而來,經歷了顯微鏡、沉降管、沉降儀、離心沉降儀、顆粒計數器、激光空氣粒子計數器、PCS納米激光空氣粒子計數器的過程。
 
  隨著粒子計數器的發展,產品種類不斷豐富,產品功能也不斷深化,甚至對于不同潔凈環境下有其特殊斷粒子計數器產品。而決定粒子計數器產品優劣斷主要因素有光散射和微粒大小、光波波長、微粒折射率及微粒對光的吸收特性等。蘇信激光塵埃粒子計數器因測試速度快、動態分布寬、不受人為影響等各方面的優勢,而成為很多行業的主流產品。
 
  粒子計數器種類及原理
 
  1、光學粒子計數器
 
  光學粒子計數器是利用丁達爾現象(TyndallEffect)來檢測粒子。在粒子計數器中,當粒子尺寸比光的波長要小得多的時候,光散射主要是朝著正前方。而當粒子尺寸比光波長要大得多的時候,光散射則主要朝直角和后方方向散射。這就意味著在液體中,汽泡對光線的散射作用和固體粒子是一樣的。具體的散射情況決定于介質的折射率、粒子對光的散射作用、粒子的尺寸和光的波長。
 
  粒子尺寸在5μm時的散射情況類似;而具有偏振現象,粒子尺寸在0.3μm時的散射情況有很大不同。由于用對數表示,變化不到十倍的,都看不到散射光的強度隨著頻率的改變而變化:較短的波長意味較強的散射。在其他條件都相同的情況下,藍光的散射強度大約是紅光的10倍。大部分粒子計數器采用的都是近紅外或紅色激光;直到最近,這還都是最符合經濟效益的選擇。
 
  2、空氣粒子計數器
 
  在傳感器的出口處有一個真空裝置,把空氣經過傳感器抽走。而空氣中的粒子則將激光散射。散射光又會被后面的聚光鏡聚焦到光學探測器上,隨后把光轉換成電壓信號,并且進行放大和濾波。此后,這個信號從模擬的轉換成數字信號,并且由微處理器對它進行分類。微處理器會通過接口將計數器連接到控制數據收集系統上。
 
  3、激光粒子計數器
 
  隨著氣體激光器斷發現,在粒子計數器中,就用氣體激光取代了白光。用于粒子計數的激光器有兩種:一種是氣體激光器,如氦氖(HeNe)激光器和氬離子(arg-ion)激光器;另外就是半導體激光器。
 
  氣體激光器能夠生產強烈的單色光,有時甚至是偏振光。氣體激光器產生準直高斯光束,而半導體激光器則產生出一個小的發散點光源,通常發散光有兩個不同的軸,并且總是出現多種模式。由于發散光具有多軸性,半導體激光器通常都有一個橢圓形的輸出,這帶來了一定的挑戰,也帶來了一定的優勢。橢圓光束很適合用于某些應用,利用長軸,可以得到更好的覆蓋范圍。
 
  要想產生類似于氦氖激光器的光束,從半導體激光器出來的光必須經過透鏡聚焦,這會導致光能的損耗。但是,半導體激光器的成本低、體積小、工作電壓低、功耗小,成為粒子計數器的最佳選擇。

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