塵埃�(jì)�(shù)�是用來測(cè)量空氣中微粒的數(shù)量及大小的儀�,從而為空氣潔凈度的�(píng)定提供依�(jù)。常 見的塵埃�(jì)�(shù)器是光散射式 (DAPC)�,測(cè)量粒徑范� 0�1�10t~m,此外還有凝聚核式的塵埃粒子�(jì)�(shù)� (CNC),可�(cè)量尺寸更小的塵埃粒子�
空氣中的微粒在光的照射下�(huì)�(fā)生散�,這種�(xiàn)象叫光散射。光散射和微粒大�、光波波�(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�(gè)基本�(guī)律,就是微粒散射光的�(qiáng)度隨微粒的表面積增加而增�。這樣只要�(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)�(shù)器的基本原理�
�(shí)際上,每�(gè)粒子�(chǎn)生的散射光強(qiáng)度很弱,是一�(gè)很小的光脈沖,需要通過光電�(zhuǎn)換器的放大作用,把光脈沖�(zhuǎn)化為信號(hào)幅度較大的電脈沖,然后再�(jīng)過電子線路的�(jìn)一步放大和甄別,從而完成對(duì)大量電脈沖的�(jì)�(shù)工作。此�(shí),電脈沖�(shù)量對(duì)�(yīng)于微粒的�(gè)�(shù),電脈沖的幅度對(duì)�(yīng)于微粒的大小�
上圖表示了塵埃計(jì)�(shù)器的具體工作原理:來自光源的光線被透鏡�1聚焦于測(cè)量腔�(nèi),當(dāng)空氣中的每一�(gè)粒子快速地通過�(cè)量腔�(shí),便把入射光散射一�,形成一�(gè)光脈沖信�(hào)。這一光信�(hào)�(jīng)過透鏡�2被送到光檢�(cè)�,正比地�(zhuǎn)換成電脈沖信�(hào),再�(jīng)過儀器電子線路的放大、甄�,揀出需要的信號(hào),通過�(jì)�(shù)系統(tǒng)顯示出來�
需要指出的�,雖然儀器稱為“計(jì)�(shù)器”,但是儀器分辨微粒大小的能力更為重要。因?yàn)殡娒}沖的�(jì)�(shù)很簡(jiǎn)�,而判斷粒子的大小非常重要�
1 光源
光源是塵埃計(jì)�(shù)器的�(guān)鍵部�,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��
光源有普通光源和激光光源兩種。普通光源為碘鎢�,體積大、發(fā)熱量�、壽命短,開�(jī)后需要預(yù)�。激光光源為激光器,體積小、穩(wěn)定性高、壽命長(zhǎng),常與檢i�0腔及光檢�(cè)器做成一�,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�(jì)�(shù)器對(duì)0�3 m以下的微粒信�(hào)響應(yīng)很低,其信號(hào)幅度與計(jì)�(shù)器本身的噪聲幅度相差無幾,信�(hào)很難從噪聲中檢測(cè)出來。此類儀器雖然標(biāo)�0�3 m這一通道,但只適于測(cè)定大�0�3 m特別�0�5 m以上的微��
由于激光的單色性好,光能量集中�(wěn)�,所以采用激光光源的塵埃�(jì)�(shù)器其傳感器有較高的信噪比,此類儀器有些能檢測(cè)�0�1 m的微��
2 �(cè)量腔?
�(cè)量腔是�(jìn)行微粒觀�(cè)的空�,被采集的空氣要從測(cè)量腔�(nèi)穿過。儀器的光學(xué)系統(tǒng)使光源經(jīng)透鏡、狹縫照射到�(cè)量腔�,形成一�(gè)體積約幾�(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)�(shí),會(huì)散射出一部分光能�,被與入射光成一角度(90。或70�)的集光透鏡收集,再投射到光檢測(cè)器上�
3 光檢�(cè)�
光檢�(cè)器是將散射光能量�(zhuǎn)換為電信�(hào)的光電轉(zhuǎn)換器件。塵埃計(jì)�(shù)器中最常用的光檢測(cè)器是光電倍增管和光電二極��
光電倍增管把光電子放大幾萬倍后�(zhuǎn)換成幾�(gè)毫伏到幾十毫伏的電信�(hào),光譜具有線性好、響�(yīng)�(shí)間快、暗電流小的�(yōu)�(diǎn),缺�(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�(yīng)的高壓產(chǎn)生電�,在�(duì)儀器�(jìn)行調(diào)試或校準(zhǔn)�(shí)�(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�,具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn),常與檢�(cè)腔做成一體�
4 流量�(jiān)�
目前國產(chǎn)塵埃�(jì)�(shù)器常采用�(zhuǎn)子流量計(jì)作流量指�,則儀器的流量�(diào)節(jié)大多�(shù)是直接調(diào)節(jié)�(zhuǎn)子流量計(jì)上的旋鈕,此�(shí)儀器的控制電路�(duì)流量是沒有監(jiān)控的。�(jìn)口塵埃計(jì)�(shù)器通過流量傳感器對(duì)流量�(jìn)行監(jiān)�(cè),通過手動(dòng)�(diào)節(jié)或自�(dòng)反饋�(diào)節(jié)�
塵埃�(jì)�(shù)器的采樣流量一般為83L/min�28�3L/min(�(jìn)口儀器常以“立方英尺每分”為單位,標(biāo)記為0�1cfm�1cfm),主要是為了便于�(jìn)行符合Fed—Std一209E的潔凈度的計(jì)�。大流量的采�(28�3L/min)更能�(zhǔn)確地反映空氣的潔凈狀�,但使采樣濃度降低�
5 氣泵及過濾器
氣泵位于儀器內(nèi)�,使儀器產(chǎn)生采樣流�。氣泵要求噪音低、振�(dòng)�、產(chǎn)生的氣流�(wěn)�。過濾器�(yīng)能過濾掉0�3ttm以上的微�,以免從儀器排出的空氣�(duì)潔凈區(qū)�(chǎn)生影��
6 電路系統(tǒng)
不同粒徑大小的粒子經(jīng)塵埃�(jì)�(shù)器的光電系統(tǒng)�(zhuǎn)換后,會(huì)�(chǎn)生不同幅�(電壓)的電脈沖信號(hào),粒徑越�,脈沖電壓越高。信�(hào)電壓與粒徑之間的�(guān)系,也叫�(zhuǎn)換靈敏度。對(duì)于給定的塵埃�(jì)�(shù)器,粒徑大小與脈沖電壓是一一�(duì)�(yīng)�,例如某�(tái)塵埃�(jì)�(shù)器的�(zhuǎn)換靈敏度�0�3tLm�(duì)�(yīng)69mV�0�5 m�(duì)�(yīng)531mV�1.Ottm�(duì)�(yīng)701mV�,若塵埃�(jì)�(shù)器檢�(cè)到一�(gè)脈沖為lOOmV,則這�(gè)粒子的大小肯定大�0�3ttm而小�0�5 m�
塵埃�(jì)�(shù)器是�(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)�(jì)大于等于某一電壓值的脈沖�(shù)量的電路。對(duì)于上段中的例�,測(cè)量空氣中大于等于0�3ttm粒子的數(shù)�,在電路中就是統(tǒng)�(jì)大于等于69mV的脈沖的�(gè)�(shù),測(cè)量大于等�0�5ttm粒子的數(shù)量,在電路中就是�(tǒng)�(jì)大于等于531mV的脈沖的�(gè)�(shù),依此類�。所以儀器對(duì)塵埃粒子的測(cè)�,主要靠�(zhuǎn)換靈敏度這�(gè)參數(shù)�
另外需要說明的�,每�(tái)塵埃�(jì)�(shù)器的�(zhuǎn)換靈敏度均不�,在出廠�(shí)及以后須定期用標(biāo)�(zhǔn)粒子�(jìn)行校�(zhǔn),以獲得�(zhuǎn)換靈敏度��
電路系統(tǒng)就是完成�(duì)脈沖信號(hào)的放大、甄�、計(jì)�(shù)的電路。此外還包括電源、控制、顯�、計(jì)�、打印等電路�
目前塵埃�(jì)�(shù)器的用戶越來越多,廣泛應(yīng)用于�(yī)�、電�、精密機(jī)�、彩管制造、微生物等行�(yè)�,實(shí)�(xiàn)�(duì)各種潔凈等級(jí)的工作臺(tái)、凈化室、凈化車間的凈化效果、潔凈級(jí)別�(jìn)行監(jiān)�,以確保�(chǎn)品的�(zhì)��
塵埃粒子�(jì)�(shù)器的、鋇0量值有兩種表示方式:總�(jì)(cumulative)方式和分�(jì)方式(differentia1)??傆?jì)方式指測(cè)量值為大于等于該粒徑的粒子�(shù),分�(jì)方式指測(cè)量值為大于等于該粒徑同�(shí)又小于下一相鄰粒徑的粒子數(shù)�
儀器在開始采樣前應(yīng)先自凈,以確保儀器內(nèi)部無殘留粒子。采樣時(shí)一定要用等�(dòng)能取樣頭,并注意采樣管不要堵�、彎�,采樣管不要太長(zhǎng)�
儀器禁止抽取高濃度粒子的氣�(如較臟的空氣)及含有水�、油�、腐蝕性氣體�(jìn)入儀器,否則將污染儀器氣�、光路器件,甚至造成損壞�
按照國家�(jì)量檢定規(guī)程要�,儀器的自凈�(shí)間應(yīng)小于20min,測(cè)量準(zhǔn)確度�(yīng)小于40� ,測(cè)量重�(fù)性應(yīng)小于20��
維庫電子�,電子知�(shí),一查百��
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