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粒子计数器发展历程及粒子计数器种类和原理

分类:
行业新闻
作者:
苏信
发布时间:
2018/09/10 10:04
  粒子计数器是一种利用光的散射原理进行尘粒计数的仪器,是测试空气尘埃粒子颗粒的粒径及其分布的专用仪器。由显微镜发展而来,经历了显微镜、沉降管、沉降仪、离心沉降仪、颗粒计数器、激光空气粒子计数器、PCS纳米激光空气粒子计数器的过程。
 
  随着粒子计数器的发展,产品种类不断丰富,产品功能也不断深化,甚至对于不同洁净环境下有其特殊断粒子计数器产品。而决定粒子计数器产品优劣断主要因素有光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等。苏信激光尘埃粒子计数器因测试速度快、动态分布宽、不受人为影响等各方面的优势,而成为很多行业的主流产品。
 
  粒子计数器种类及原理
 
  1、光学粒子计数器
 
  光学粒子计数器是利用丁达尔现象(TyndallEffect)来检测粒子。在粒子计数器中,当粒子尺寸比光的波长要小得多的时候,光散射主要是朝着正前方。而当粒子尺寸比光波长要大得多的时候,光散射则主要朝直角和后方方向散射。这就意味着在液体中,汽泡对光线的散射作用和固体粒子是一样的。具体的散射情况决定于介质的折射率、粒子对光的散射作用、粒子的尺寸和光的波长。
 
  粒子尺寸在5μm时的散射情况类似;而具有偏振现象,粒子尺寸在0.3μm时的散射情况有很大不同。由于用对数表示,变化不到十倍的,都看不到散射光的强度随着频率的改变而变化:较短的波长意味较强的散射。在其他条件都相同的情况下,蓝光的散射强度大约是红光的10倍。大部分粒子计数器采用的都是近红外或红色激光;直到最近,这还都是最符合经济效益的选择。
 
  2、空气粒子计数器
 
  在传感器的出口处有一个真空装置,把空气经过传感器抽走。而空气中的粒子则将激光散射。散射光又会被后面的聚光镜聚焦到光学探测器上,随后把光转换成电压信号,并且进行放大和滤波。此后,这个信号从模拟的转换成数字信号,并且由微处理器对它进行分类。微处理器会通过接口将计数器连接到控制数据收集系统上。
 
  3、激光粒子计数器
 
  随着气体激光器断发现,在粒子计数器中,就用气体激光取代了白光。用于粒子计数的激光器有两种:一种是气体激光器,如氦氖(HeNe)激光器和氩离子(arg-ion)激光器;另外就是半导体激光器。
 
  气体激光器能够生产强烈的单色光,有时甚至是偏振光。气体激光器产生准直高斯光束,而半导体激光器则产生出一个小的发散点光源,通常发散光有两个不同的轴,并且总是出现多种模式。由于发散光具有多轴性,半导体激光器通常都有一个椭圆形的输出,这带来了一定的挑战,也带来了一定的优势。椭圆光束很适合用于某些应用,利用长轴,可以得到更好的覆盖范围。
 
  要想产生类似于氦氖激光器的光束,从半导体激光器出来的光必须经过透镜聚焦,这会导致光能的损耗。但是,半导体激光器的成本低、体积小、工作电压低、功耗小,成为粒子计数器的最佳选择。

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