塵埃粒子計數器的工作原理解析
塵埃粒子計數器是一種利用光散射原理來測量空氣中懸浮顆粒物(塵埃、粉塵、煙塵等)的粒徑和數量的精密儀器。它廣泛應用于潔凈室(如半導體車間、制藥廠、手術室)、環境監測、空氣過濾器效率測試等領域。
其核心工作原理可以概括為:“光散射 → 信號轉換 → 粒徑分辨 → 計數統計”。
以下是分步詳細解釋:
1. 采樣與進氣
塵埃粒子計數器內置一個真空泵,通過抽氣使待測空氣以恒定的流速(通常是 0.1 CFM 或 1 CFM,即立方英尺/分鐘)通過一個非常精細的激光照射區域(稱為“傳感區”或“光阱”)。
2. 光散射(核心原理)
光源:現代粒子計數器通常使用激光二極管作為光源,因為它能產生一束強度高、穩定性好、波長單一的平行光束。
相互作用:當空氣中的粒子隨氣流通過激光束時,粒子會使激光發生散射(主要是米氏散射)。粒子本身不發光,但它像一個微小的鏡子,將照射到其上的激光向四面八方反射出去。
關鍵點:散射光的強度與粒子本身的物理特性有關,在粒徑大于光源波長且成分一定的前提下,散射光的強度大致正比于粒子粒徑的平方。也就是說,越大的粒子產生的散射光信號就越強。