塵埃粒子計數器的工作原理：光散射技術的核心解析

　　塵埃粒子計數器基于光散射技術實現空氣中微粒的精準檢測，其核心原理是通過微粒對光的散射效應，結合光電轉換與信號處理，完成對粒子數量及粒徑的量化分析。以下是其工作原理的詳細解析：

　　1.光散射現象：微粒與光的相互作用

　　當光線照射到空氣中的微粒（如塵埃、煙霧等）時，部分光會偏離原傳播方向，向四周散射，形成散射光。散射光的強度與微粒的表面積（即粒徑的平方）成正比：粒徑越大，散射光越強。例如，0.5μm粒子的散射光強度是0.3μm粒子的2.78倍（表面積比為(0.5/0.3)²≈2.78）。這一規律是光散射式粒子計數器的理論基礎。

　　2.核心組件：光路與信號轉換系統

　　光源：通常采用激光（波長635nm）或普通碘鎢燈。激光光源因單色性好、方向性強，可檢測0.1μm以上微粒；普通光源適用于0.3μm以上微粒。

　　測量腔：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。

　　光檢測器：光電倍增管或光電二極管將散射光轉換為電脈沖信號。例如，0.3μm粒子可能產生69mV的電脈沖，0.5μm粒子則產生531mV。

　　信號處理單元：對電脈沖進行放大、甄別，統計脈沖數量（對應粒子個數）和幅度（對應粒子大小）。

　　3.工作流程：從光脈沖到數據輸出

　　采樣：真空泵抽取空氣，通過等動能取樣頭確保粒子分布均勻。

　　光散射：微粒在測量腔內散射激光，形成光脈沖信號。

　　光電轉換：光檢測器將光脈沖轉換為電脈沖。

　　信號處理：電子線路放大、甄別電脈沖，區分不同粒徑的粒子（如0.3μm、0.5μm、1.0μm等）。

　　數據顯示：計數系統統計各粒徑通道的脈沖數量，計算單位體積空氣中的粒子濃度，并顯示結果。

　　4.技術優勢與應用場景

　　高靈敏度：可檢測0.1μm級微粒，滿足潔凈室（如ISOClass5級）的監測需求。

　　實時性：采樣與數據分析同步完成，適用于動態環境監測。

　　多場景應用：

　　醫藥行業：監測GMP車間，防止微生物載體（≥0.5μm粒子）污染藥品。

　　電子制造：檢測半導體車間納米級粉塵，保障元件良率。

　　環境監測：評估室內空氣質量（如PM2.5、PM10濃度）。

　　5.關鍵參數與性能指標

　　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，對微小粒子的區分能力越強。

　　流量穩定性：采樣流量偏差需≤±5%，否則會影響濃度計算的準確性。

　　計數效率：理想情況下應接近100%，但實際受光學系統、電氣噪聲等因素影響，通常需定期校準。

　　6.校準與維護要點

　　光學校準：使用標準粒子（如聚苯乙烯乳膠球）驗證波長和光強均勻性。

　　流量校準：通過流量計檢查采樣流量，確保恒定。

　　環境控制：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：儀器啟動前需自凈20分鐘，清除殘留粒子，減少背景噪聲。