塵埃粒子計數(shù)器是用于測量潔凈環(huán)境中單位體積內(nèi)塵埃粒子數(shù)和粒徑分布的儀器。它可廣泛應(yīng)用于為各省市藥檢所、血液中心、防疫站、疾控中心、質(zhì)量監(jiān)督所等權(quán)威機構(gòu)、電子行業(yè)、制藥車間、半導體、光學或精密機械加工、塑膠、噴漆、醫(yī)院、環(huán)保、檢驗所等生產(chǎn)企業(yè)和科研部門。目前塵埃粒子計數(shù)器的用戶越來越多，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、精密機械、彩管制造、微生物等行業(yè)中，實現(xiàn)對各種潔凈等級的工作臺、凈化室、凈化車間的凈化效果、潔凈級別進行監(jiān)控，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

一、塵埃粒子計數(shù)器的的工作原理

空氣中的微粒在光的照射下會發(fā)生散射，這種現(xiàn)象叫光散射。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因素有關(guān)。但是就散射光強度和微粒大小而言，有一個基本規(guī)律，就是微粒散射光的強度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測定散射光的強度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子計數(shù)器的基本原理。

實際上，每個粒子產(chǎn)生的散射光強度很弱，是一個很小的光脈沖，需要通過光電轉(zhuǎn)換器的放大作用，把光脈沖轉(zhuǎn)化為信號幅度較大的電脈沖，然后再經(jīng)過電子線路的進一步放大和甄別，從而完成對大量電脈沖的計數(shù)工作。此時，電脈沖數(shù)量對應(yīng)于微粒的個數(shù)，電脈沖的幅度對應(yīng)于微粒的大小。塵埃粒子計數(shù)器是用來測量空氣中微粒的數(shù)量及大小的儀器，從而為空氣潔凈度的評定提供依據(jù)。常見的塵埃粒子計數(shù)器是光散射式(DAPC)的，測量粒徑范圍0.1-10μm，此外還有凝聚核式的塵埃粒子計數(shù)器(CNC)，可測量尺寸更小的塵埃粒子。

二、塵埃粒子計數(shù)器的的組成及各部分功能

1，光源：光源是塵埃粒子數(shù)器的關(guān)鍵部件，對儀器的性能影響很大。光源要求穩(wěn)定性高、壽命長、不受干擾。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，開機后需要預(yù)熱。激光光源為激光器，體積小、穩(wěn)定性高、壽命長，常與檢測腔及光檢測器做成一體，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數(shù)器對0.3μm以下的微粒信號響應(yīng)很低，其信號幅度與計數(shù)器本身的噪聲幅度相差無幾，信號很難從噪聲中檢測出來。此類儀器雖然標有0.3μm這一通道，但只適于測定大于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)定，所以采用激光光源的塵埃粒子計數(shù)器其傳感器有較高的信噪比，此類儀器有些能檢測到0.1μm的微粒。

2，測量腔：測量腔是進行微粒觀測的空間，被采集的空氣要從測量腔內(nèi)穿過。儀器的光學系統(tǒng)使光源經(jīng)透鏡、狹縫照射到測量腔中，形成一個體積約幾個立方毫米的光敏感區(qū)。當空氣中的塵埃通過光敏感區(qū)時，會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，再投射到光檢測器上。

3，光檢測器：光檢測器是將散射光能量轉(zhuǎn)換為電信號的光電轉(zhuǎn)換器件。塵埃粒子計數(shù)器中常用的光檢測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)換成幾個毫伏到幾十毫伏的電信號，具有光譜線性好、響應(yīng)時間快、暗電流小的優(yōu)點，缺點是體積大。光電倍增管工作時需加上幾百伏特的負高壓，儀器中有相應(yīng)的高壓產(chǎn)生電路，在對儀器進行調(diào)試或校準時應(yīng)注意安全。光電二極管是一種受到光照后能產(chǎn)生電子的半導體元件，具有體積小、外圍電路簡單的特點，常與檢測腔做成一體。

4，流量監(jiān)控：塵埃粒子計數(shù)器的采樣流量一般為2.83L/min或28.3L/min，進口儀器常標識為0.1cfm(立方英尺每分鐘)或1cfm，主要是為了便于進行符合Fed-Std-209E的潔凈度的計算。大流量的采樣(28.3L/min)更能準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、振動小、產(chǎn)生的氣流穩(wěn)定。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)塵埃粒子計數(shù)器的光電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，會產(chǎn)生不同幅度(電壓)的電脈沖信號，粒徑越大，脈沖電壓越高。信號電壓與粒徑之間的關(guān)系，也叫轉(zhuǎn)換靈敏度。對于給定的塵埃粒子計數(shù)器，粒徑大小與脈沖電壓是一一對應(yīng)的，例如某臺塵埃粒子計數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度為0.3μm對應(yīng)69mv，0.5μm對應(yīng)531mv，1.0μm對應(yīng)701mv等，若塵埃粒子計數(shù)器檢測到一個脈沖為100mv，則這個粒子的大小肯定大于0.3μm而小于0.5μm。塵埃粒子計數(shù)器是測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)計大于等于某一電壓值的脈沖數(shù)量的電路。對于上段中的例子，測量空氣中大于等于0.3μm粒子的數(shù)量，在電路中就是統(tǒng)計大于等于69mv的脈沖的個數(shù)，測量大于等于0.5μm粒子的數(shù)量，在電路中就是統(tǒng)計大于等于531mv的脈沖的個數(shù)，依此類推。所以儀器對塵埃粒子的測量，主要靠轉(zhuǎn)換靈敏度這個參數(shù)。

另外需要說明的是，每臺塵埃粒子計數(shù)器的轉(zhuǎn)換靈敏度均不同，在出廠時及以后須定期用標準粒子進行校準，以獲得佳轉(zhuǎn)換靈敏度值。電路系統(tǒng)就是完成對脈沖信號的放大、甄別、計數(shù)的電路。此外還包括電源、控制、顯示、計算、打印等電路。

三、塵埃粒子計數(shù)器的注意事項

1）當入口管被蓋住或被堵塞，不要啟動計數(shù)儀。2）不要測有可能產(chǎn)生反應(yīng)的混合氣體(如氫氣和氧氣)。這此氣體也可能在計數(shù)器內(nèi)產(chǎn)生爆炸。測這些氣體需與廠家為取得更多的信息。3）沒有高壓減壓設(shè)備(如高壓擴散器)不要取樣壓縮空氣，所有的粒子計數(shù)器被設(shè)計用于在一個大氣壓下操作。4）水，溶液或其它液體都不能從入口管進入傳感器。5）塵埃粒子計數(shù)器主要用來測試凈化車間干凈的環(huán)境，當測的地方有松散顆粒的材質(zhì)，灰塵源，噴霧處時，須少保持距進口管至少十二英寸遠。以免以上的顆粒及液體污染傳感器及管路。6）取樣時，僻免取樣從計數(shù)器本身排出來的或被計數(shù)器出來的氣體所污染的氣體。7）當有打印機時，連接外置打印機時，需先關(guān)掉計數(shù)器；當執(zhí)行打印操作時，打印機上須有打印紙，否則會損傷打印頭。8）靈敏度在0.1微米的顆粒計數(shù)儀，如沒有特別的預(yù)防，不能用于測大于1000級的凈化車間，以免對其傳感器損傷。