徐月蘭++何德開(kāi)

摘 要：激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用來(lái)測(cè)量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器，文章講述的是光散射激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器原理與調(diào)試方法以及粒子標(biāo)定過(guò)程。從而為空氣潔凈度的評(píng)定提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：光散射；當(dāng)量直徑；粒子標(biāo)定

1 概述

目前激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的用戶(hù)越來(lái)越多，激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、精密機(jī)械、彩管制造、微生物等行業(yè)中，對(duì)各種潔凈等級(jí)的工作臺(tái)、凈化室、凈化車(chē)間的凈化效果、潔凈級(jí)別進(jìn)行監(jiān)控，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器是用來(lái)測(cè)量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器，從而為空氣潔凈度的評(píng)定提供依據(jù)。常見(jiàn)的激光粒子塵埃粒子計(jì)數(shù)器是光散射式（DAPC）的，測(cè)量粒徑范圍0.1-10um，此外還有凝聚核式的激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器（CNC），可測(cè)量尺寸更小的塵埃粒子。文章介紹的是光散射激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器。

2 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的工作原理

激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器基本原理是光學(xué)傳感器的探測(cè)激光經(jīng)塵埃粒子散射后被光敏元件接收并產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)被輸出并放大，然后進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)粒子信號(hào)進(jìn)行比較，將對(duì)比結(jié)果用不同的參數(shù)表示出來(lái)?？諝庵械奈⒘Ｔ诠獾恼丈湎聲?huì)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(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，有一個(gè)基本規(guī)律，就是微粒散射光的強(qiáng)度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測(cè)定散射光的強(qiáng)度就可推知微粒的大小，實(shí)際上，每個(gè)粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度很弱，是一個(gè)很小的光脈沖，需要通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器的放大作用，把光脈沖轉(zhuǎn)化為信號(hào)幅度較大的電脈沖，然后再經(jīng)過(guò)電子線路的進(jìn)一步放大和甄別，從而完成對(duì)大量電脈沖的計(jì)數(shù)工作。此時(shí)，電脈沖數(shù)量對(duì)應(yīng)于微粒的個(gè)數(shù)，電脈沖的幅度對(duì)應(yīng)于微粒的大小。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器工作原理如圖1所示。

圖1 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器工作原理圖

3 激光塵埃粒子技術(shù)器的主要參數(shù)

（1）粒徑通道 0.5、1、3、5、10、25um

（2）采樣周期 1秒-9999秒之間任選

（3）使用環(huán)境 溫度：10℃-35℃、濕度：20%-75%、

大氣壓力：86kPa-106kP

（4）允許最大采樣濃度 35000顆/L（塵埃顆粒粒徑不大于 0.5μm）

（5）光源及壽命 半導(dǎo)體激光光源，壽命大于 30000小時(shí)

4 激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器的調(diào)試

4.1 光檢測(cè)器

光檢測(cè)器是將散射光能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器件。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器中最常用的光檢測(cè)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(wàn)倍后轉(zhuǎn)換成幾個(gè)毫伏到幾十毫伏的電信號(hào)，具有光譜線性好、響應(yīng)時(shí)間快、暗電流小的優(yōu)點(diǎn)，缺點(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，儀器中有相應(yīng)的高壓產(chǎn)生電路，在對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)試或校準(zhǔn)時(shí)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(dǎo)體元件，具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，常與檢測(cè)腔做成一體。

4.2 流量監(jiān)控

激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的采樣流量一般為50L/min或100L/min，進(jìn)口儀器常標(biāo)識(shí)為0.1cfm（立方英尺每分鐘）或1cfm，主要是為了便于進(jìn)行符合Fed-Std-209E的潔凈度的計(jì)算。大流量的采樣（100L/min）更能準(zhǔn)確地反映空氣的潔凈狀況，但使最大采樣濃度降低。

4.3 控制電位的調(diào)節(jié)

控制電位調(diào)節(jié)需根據(jù)不同的儀器，不同的元器件所決定，因而雖然是同一種型號(hào)的儀器，但是調(diào)節(jié)電位也會(huì)有所不同；但是激光Laser電壓和風(fēng)機(jī)Pump電壓是固定的，因?yàn)檫@是按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，所以供給電壓也是穩(wěn)定的。

5 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的粒子標(biāo)定

5.1 粒子標(biāo)定作用

標(biāo)定，就是確定不同粒徑所對(duì)應(yīng)的通道數(shù)（或電壓值）。不同的設(shè)計(jì)方案，不同的采樣方式，不同的分辯、記錄電路都使這個(gè)值不同。即使是同型產(chǎn)品，也因各種原因造成各臺(tái)儀器之間的差異，所以必須進(jìn)行標(biāo)定。例如，傳感器信號(hào)輸出經(jīng)交流耦合產(chǎn)生的信號(hào)脈沖必然產(chǎn)生過(guò)沖和振鈴，可能會(huì)產(chǎn)生多余計(jì)數(shù)。而渦流、管壁的吸附作用也可能引起粒子被重復(fù)計(jì)數(shù)。儀器使用一段時(shí)間后，由于多種原因（如溫度變化、元件老化等）引起儀器的“漂移”，所以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和國(guó)際慣例，任何粒子計(jì)數(shù)器使用一年后必須進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的標(biāo)準(zhǔn)一般是用一種均一的聚苯乙烯微粒（PSL）納米微粒尺度標(biāo)準(zhǔn)，它是由NIST 可溯源的納米級(jí)計(jì)量法標(biāo)定。1納米是1米的十億分之一長(zhǎng)度，0.001微米（μm），或10個(gè)埃單位。納米微粒尺度標(biāo)準(zhǔn)通常是裝在一個(gè)滴瓶型小瓶包裝的水性懸浮液。PSL微粒濃度是通過(guò)綜合優(yōu)化了易分散性和膠體穩(wěn)定性而確定的。水性懸浮液介質(zhì)包含一定量的分散劑，有助于防止粒子結(jié)塊或在粒子計(jì)數(shù)器表面的流動(dòng)。PSL微球的密度是1.05g/cm3，折光系數(shù)為1.59@589nm。

5.2 賽納威檢測(cè)標(biāo)定方法

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)的粒子計(jì)數(shù)器的生產(chǎn)和計(jì)量標(biāo)定都是依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局1985年頒布的塵埃粒子計(jì)數(shù)器性能試驗(yàn)方法（GB/T6167.1～6167.2-85）和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局1988年頒布的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程（JJG547-88），這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)，例如，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（ATSM），有相當(dāng)大的差距，使得中國(guó)粒子計(jì)數(shù)器的生產(chǎn)和研發(fā)也處于落后的狀態(tài)，鑒于國(guó)內(nèi)廣泛存在的對(duì)粒子計(jì)數(shù)器的計(jì)量標(biāo)定和校準(zhǔn)存在的問(wèn)題，賽納威的林海博士近幾年在國(guó)內(nèi)粒子計(jì)數(shù)器領(lǐng)域大力倡導(dǎo)多通道信號(hào)分析儀為作為校準(zhǔn)粒子計(jì)數(shù)器的檢定工具，目前國(guó)內(nèi)有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)都紛紛采用多通道信號(hào)分析儀作為必備的測(cè)試儀器。從而為中國(guó)在粒子計(jì)數(shù)器行業(yè)縮小與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的差距創(chuàng)造了良好的條件。賽納威粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)標(biāo)定示意圖如圖2所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著世界工業(yè)水平的不斷提升，對(duì)潔凈技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品的需求也隨之水漲船高，而激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是目前廣泛應(yīng)用的一種潔凈度檢測(cè)儀器，具有十分巨大的現(xiàn)實(shí)意義和商業(yè)價(jià)值。

圖2賽納威粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)標(biāo)定示意圖

參考文獻(xiàn)

[1]鄭孝英.藥物生產(chǎn)潔凈技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]許鐘麟.生物安全實(shí)驗(yàn)室與生物安全柜[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：徐月蘭（1981，1-），女，籍貫：江蘇·蘇州，職稱(chēng)：講師，研究方向：自動(dòng)化。endprint

摘 要：激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用來(lái)測(cè)量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器，文章講述的是光散射激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器原理與調(diào)試方法以及粒子標(biāo)定過(guò)程。從而為空氣潔凈度的評(píng)定提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：光散射；當(dāng)量直徑；粒子標(biāo)定

1 概述

目前激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的用戶(hù)越來(lái)越多，激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、精密機(jī)械、彩管制造、微生物等行業(yè)中，對(duì)各種潔凈等級(jí)的工作臺(tái)、凈化室、凈化車(chē)間的凈化效果、潔凈級(jí)別進(jìn)行監(jiān)控，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器是用來(lái)測(cè)量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器，從而為空氣潔凈度的評(píng)定提供依據(jù)。常見(jiàn)的激光粒子塵埃粒子計(jì)數(shù)器是光散射式（DAPC）的，測(cè)量粒徑范圍0.1-10um，此外還有凝聚核式的激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器（CNC），可測(cè)量尺寸更小的塵埃粒子。文章介紹的是光散射激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器。

2 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的工作原理

激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器基本原理是光學(xué)傳感器的探測(cè)激光經(jīng)塵埃粒子散射后被光敏元件接收并產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)被輸出并放大，然后進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)粒子信號(hào)進(jìn)行比較，將對(duì)比結(jié)果用不同的參數(shù)表示出來(lái)?？諝庵械奈⒘Ｔ诠獾恼丈湎聲?huì)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(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，有一個(gè)基本規(guī)律，就是微粒散射光的強(qiáng)度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測(cè)定散射光的強(qiáng)度就可推知微粒的大小，實(shí)際上，每個(gè)粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度很弱，是一個(gè)很小的光脈沖，需要通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器的放大作用，把光脈沖轉(zhuǎn)化為信號(hào)幅度較大的電脈沖，然后再經(jīng)過(guò)電子線路的進(jìn)一步放大和甄別，從而完成對(duì)大量電脈沖的計(jì)數(shù)工作。此時(shí)，電脈沖數(shù)量對(duì)應(yīng)于微粒的個(gè)數(shù)，電脈沖的幅度對(duì)應(yīng)于微粒的大小。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器工作原理如圖1所示。

圖1 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器工作原理圖

3 激光塵埃粒子技術(shù)器的主要參數(shù)

（1）粒徑通道 0.5、1、3、5、10、25um

（2）采樣周期 1秒-9999秒之間任選

（3）使用環(huán)境 溫度：10℃-35℃、濕度：20%-75%、

大氣壓力：86kPa-106kP

（4）允許最大采樣濃度 35000顆/L（塵埃顆粒粒徑不大于 0.5μm）

（5）光源及壽命 半導(dǎo)體激光光源，壽命大于 30000小時(shí)

4 激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器的調(diào)試

4.1 光檢測(cè)器

光檢測(cè)器是將散射光能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器件。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器中最常用的光檢測(cè)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(wàn)倍后轉(zhuǎn)換成幾個(gè)毫伏到幾十毫伏的電信號(hào)，具有光譜線性好、響應(yīng)時(shí)間快、暗電流小的優(yōu)點(diǎn)，缺點(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，儀器中有相應(yīng)的高壓產(chǎn)生電路，在對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)試或校準(zhǔn)時(shí)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(dǎo)體元件，具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，常與檢測(cè)腔做成一體。

4.2 流量監(jiān)控

激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的采樣流量一般為50L/min或100L/min，進(jìn)口儀器常標(biāo)識(shí)為0.1cfm（立方英尺每分鐘）或1cfm，主要是為了便于進(jìn)行符合Fed-Std-209E的潔凈度的計(jì)算。大流量的采樣（100L/min）更能準(zhǔn)確地反映空氣的潔凈狀況，但使最大采樣濃度降低。

4.3 控制電位的調(diào)節(jié)

控制電位調(diào)節(jié)需根據(jù)不同的儀器，不同的元器件所決定，因而雖然是同一種型號(hào)的儀器，但是調(diào)節(jié)電位也會(huì)有所不同；但是激光Laser電壓和風(fēng)機(jī)Pump電壓是固定的，因?yàn)檫@是按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，所以供給電壓也是穩(wěn)定的。

5 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的粒子標(biāo)定

5.1 粒子標(biāo)定作用

標(biāo)定，就是確定不同粒徑所對(duì)應(yīng)的通道數(shù)（或電壓值）。不同的設(shè)計(jì)方案，不同的采樣方式，不同的分辯、記錄電路都使這個(gè)值不同。即使是同型產(chǎn)品，也因各種原因造成各臺(tái)儀器之間的差異，所以必須進(jìn)行標(biāo)定。例如，傳感器信號(hào)輸出經(jīng)交流耦合產(chǎn)生的信號(hào)脈沖必然產(chǎn)生過(guò)沖和振鈴，可能會(huì)產(chǎn)生多余計(jì)數(shù)。而渦流、管壁的吸附作用也可能引起粒子被重復(fù)計(jì)數(shù)。儀器使用一段時(shí)間后，由于多種原因（如溫度變化、元件老化等）引起儀器的“漂移”，所以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和國(guó)際慣例，任何粒子計(jì)數(shù)器使用一年后必須進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的標(biāo)準(zhǔn)一般是用一種均一的聚苯乙烯微粒（PSL）納米微粒尺度標(biāo)準(zhǔn)，它是由NIST 可溯源的納米級(jí)計(jì)量法標(biāo)定。1納米是1米的十億分之一長(zhǎng)度，0.001微米（μm），或10個(gè)埃單位。納米微粒尺度標(biāo)準(zhǔn)通常是裝在一個(gè)滴瓶型小瓶包裝的水性懸浮液。PSL微粒濃度是通過(guò)綜合優(yōu)化了易分散性和膠體穩(wěn)定性而確定的。水性懸浮液介質(zhì)包含一定量的分散劑，有助于防止粒子結(jié)塊或在粒子計(jì)數(shù)器表面的流動(dòng)。PSL微球的密度是1.05g/cm3，折光系數(shù)為1.59@589nm。

5.2 賽納威檢測(cè)標(biāo)定方法

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)的粒子計(jì)數(shù)器的生產(chǎn)和計(jì)量標(biāo)定都是依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局1985年頒布的塵埃粒子計(jì)數(shù)器性能試驗(yàn)方法（GB/T6167.1～6167.2-85）和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局1988年頒布的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程（JJG547-88），這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)，例如，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（ATSM），有相當(dāng)大的差距，使得中國(guó)粒子計(jì)數(shù)器的生產(chǎn)和研發(fā)也處于落后的狀態(tài)，鑒于國(guó)內(nèi)廣泛存在的對(duì)粒子計(jì)數(shù)器的計(jì)量標(biāo)定和校準(zhǔn)存在的問(wèn)題，賽納威的林海博士近幾年在國(guó)內(nèi)粒子計(jì)數(shù)器領(lǐng)域大力倡導(dǎo)多通道信號(hào)分析儀為作為校準(zhǔn)粒子計(jì)數(shù)器的檢定工具，目前國(guó)內(nèi)有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)都紛紛采用多通道信號(hào)分析儀作為必備的測(cè)試儀器。從而為中國(guó)在粒子計(jì)數(shù)器行業(yè)縮小與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的差距創(chuàng)造了良好的條件。賽納威粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)標(biāo)定示意圖如圖2所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著世界工業(yè)水平的不斷提升，對(duì)潔凈技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品的需求也隨之水漲船高，而激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是目前廣泛應(yīng)用的一種潔凈度檢測(cè)儀器，具有十分巨大的現(xiàn)實(shí)意義和商業(yè)價(jià)值。

圖2賽納威粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)標(biāo)定示意圖

參考文獻(xiàn)

[1]鄭孝英.藥物生產(chǎn)潔凈技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]許鐘麟.生物安全實(shí)驗(yàn)室與生物安全柜[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：徐月蘭（1981，1-），女，籍貫：江蘇·蘇州，職稱(chēng)：講師，研究方向：自動(dòng)化。endprint

摘 要：激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用來(lái)測(cè)量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器，文章講述的是光散射激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器原理與調(diào)試方法以及粒子標(biāo)定過(guò)程。從而為空氣潔凈度的評(píng)定提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：光散射；當(dāng)量直徑；粒子標(biāo)定

1 概述

目前激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的用戶(hù)越來(lái)越多，激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、精密機(jī)械、彩管制造、微生物等行業(yè)中，對(duì)各種潔凈等級(jí)的工作臺(tái)、凈化室、凈化車(chē)間的凈化效果、潔凈級(jí)別進(jìn)行監(jiān)控，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器是用來(lái)測(cè)量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器，從而為空氣潔凈度的評(píng)定提供依據(jù)。常見(jiàn)的激光粒子塵埃粒子計(jì)數(shù)器是光散射式（DAPC）的，測(cè)量粒徑范圍0.1-10um，此外還有凝聚核式的激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器（CNC），可測(cè)量尺寸更小的塵埃粒子。文章介紹的是光散射激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器。

2 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的工作原理

激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器基本原理是光學(xué)傳感器的探測(cè)激光經(jīng)塵埃粒子散射后被光敏元件接收并產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)被輸出并放大，然后進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)粒子信號(hào)進(jìn)行比較，將對(duì)比結(jié)果用不同的參數(shù)表示出來(lái)。空氣中的微粒在光的照射下會(huì)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(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，有一個(gè)基本規(guī)律，就是微粒散射光的強(qiáng)度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測(cè)定散射光的強(qiáng)度就可推知微粒的大小，實(shí)際上，每個(gè)粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度很弱，是一個(gè)很小的光脈沖，需要通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器的放大作用，把光脈沖轉(zhuǎn)化為信號(hào)幅度較大的電脈沖，然后再經(jīng)過(guò)電子線路的進(jìn)一步放大和甄別，從而完成對(duì)大量電脈沖的計(jì)數(shù)工作。此時(shí)，電脈沖數(shù)量對(duì)應(yīng)于微粒的個(gè)數(shù)，電脈沖的幅度對(duì)應(yīng)于微粒的大小。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器工作原理如圖1所示。

圖1 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器工作原理圖

3 激光塵埃粒子技術(shù)器的主要參數(shù)

（1）粒徑通道 0.5、1、3、5、10、25um

（2）采樣周期 1秒-9999秒之間任選

（3）使用環(huán)境 溫度：10℃-35℃、濕度：20%-75%、

大氣壓力：86kPa-106kP

（4）允許最大采樣濃度 35000顆/L（塵埃顆粒粒徑不大于 0.5μm）

（5）光源及壽命 半導(dǎo)體激光光源，壽命大于 30000小時(shí)

4 激光粒子塵埃計(jì)數(shù)器的調(diào)試

4.1 光檢測(cè)器

光檢測(cè)器是將散射光能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器件。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器中最常用的光檢測(cè)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(wàn)倍后轉(zhuǎn)換成幾個(gè)毫伏到幾十毫伏的電信號(hào)，具有光譜線性好、響應(yīng)時(shí)間快、暗電流小的優(yōu)點(diǎn)，缺點(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，儀器中有相應(yīng)的高壓產(chǎn)生電路，在對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)試或校準(zhǔn)時(shí)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(dǎo)體元件，具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，常與檢測(cè)腔做成一體。

4.2 流量監(jiān)控

激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的采樣流量一般為50L/min或100L/min，進(jìn)口儀器常標(biāo)識(shí)為0.1cfm（立方英尺每分鐘）或1cfm，主要是為了便于進(jìn)行符合Fed-Std-209E的潔凈度的計(jì)算。大流量的采樣（100L/min）更能準(zhǔn)確地反映空氣的潔凈狀況，但使最大采樣濃度降低。

4.3 控制電位的調(diào)節(jié)

控制電位調(diào)節(jié)需根據(jù)不同的儀器，不同的元器件所決定，因而雖然是同一種型號(hào)的儀器，但是調(diào)節(jié)電位也會(huì)有所不同；但是激光Laser電壓和風(fēng)機(jī)Pump電壓是固定的，因?yàn)檫@是按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，所以供給電壓也是穩(wěn)定的。

5 激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的粒子標(biāo)定

5.1 粒子標(biāo)定作用

標(biāo)定，就是確定不同粒徑所對(duì)應(yīng)的通道數(shù)（或電壓值）。不同的設(shè)計(jì)方案，不同的采樣方式，不同的分辯、記錄電路都使這個(gè)值不同。即使是同型產(chǎn)品，也因各種原因造成各臺(tái)儀器之間的差異，所以必須進(jìn)行標(biāo)定。例如，傳感器信號(hào)輸出經(jīng)交流耦合產(chǎn)生的信號(hào)脈沖必然產(chǎn)生過(guò)沖和振鈴，可能會(huì)產(chǎn)生多余計(jì)數(shù)。而渦流、管壁的吸附作用也可能引起粒子被重復(fù)計(jì)數(shù)。儀器使用一段時(shí)間后，由于多種原因（如溫度變化、元件老化等）引起儀器的“漂移”，所以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和國(guó)際慣例，任何粒子計(jì)數(shù)器使用一年后必須進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的標(biāo)準(zhǔn)一般是用一種均一的聚苯乙烯微粒（PSL）納米微粒尺度標(biāo)準(zhǔn)，它是由NIST 可溯源的納米級(jí)計(jì)量法標(biāo)定。1納米是1米的十億分之一長(zhǎng)度，0.001微米（μm），或10個(gè)埃單位。納米微粒尺度標(biāo)準(zhǔn)通常是裝在一個(gè)滴瓶型小瓶包裝的水性懸浮液。PSL微粒濃度是通過(guò)綜合優(yōu)化了易分散性和膠體穩(wěn)定性而確定的。水性懸浮液介質(zhì)包含一定量的分散劑，有助于防止粒子結(jié)塊或在粒子計(jì)數(shù)器表面的流動(dòng)。PSL微球的密度是1.05g/cm3，折光系數(shù)為1.59@589nm。

5.2 賽納威檢測(cè)標(biāo)定方法

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)的粒子計(jì)數(shù)器的生產(chǎn)和計(jì)量標(biāo)定都是依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局1985年頒布的塵埃粒子計(jì)數(shù)器性能試驗(yàn)方法（GB/T6167.1～6167.2-85）和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局1988年頒布的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程（JJG547-88），這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)，例如，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（ATSM），有相當(dāng)大的差距，使得中國(guó)粒子計(jì)數(shù)器的生產(chǎn)和研發(fā)也處于落后的狀態(tài)，鑒于國(guó)內(nèi)廣泛存在的對(duì)粒子計(jì)數(shù)器的計(jì)量標(biāo)定和校準(zhǔn)存在的問(wèn)題，賽納威的林海博士近幾年在國(guó)內(nèi)粒子計(jì)數(shù)器領(lǐng)域大力倡導(dǎo)多通道信號(hào)分析儀為作為校準(zhǔn)粒子計(jì)數(shù)器的檢定工具，目前國(guó)內(nèi)有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)都紛紛采用多通道信號(hào)分析儀作為必備的測(cè)試儀器。從而為中國(guó)在粒子計(jì)數(shù)器行業(yè)縮小與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的差距創(chuàng)造了良好的條件。賽納威粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)標(biāo)定示意圖如圖2所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著世界工業(yè)水平的不斷提升，對(duì)潔凈技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品的需求也隨之水漲船高，而激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是目前廣泛應(yīng)用的一種潔凈度檢測(cè)儀器，具有十分巨大的現(xiàn)實(shí)意義和商業(yè)價(jià)值。

圖2賽納威粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)標(biāo)定示意圖

參考文獻(xiàn)

[1]鄭孝英.藥物生產(chǎn)潔凈技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]許鐘麟.生物安全實(shí)驗(yàn)室與生物安全柜[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：徐月蘭（1981，1-），女，籍貫：江蘇·蘇州，職稱(chēng)：講師，研究方向：自動(dòng)化。endprint