尘埃粒子计数器的工作原理解析
尘埃粒子计数器是一种利用光散射原理来测量空气中悬浮颗粒物(尘埃、粉尘、烟尘等)的粒径和数量的精密仪器。它广泛应用于洁净室(如半导体车间、制药厂、手术室)、环境监测、空气过滤器效率测试等领域。
其核心工作原理可以概括为:“光散射 → 信号转换 → 粒径分辨 → 计数统计”。
以下是分步详细解释:
1. 采样与进气
尘埃粒子计数器内置一个真空泵,通过抽气使待测空气以恒定的流速(通常是 0.1 CFM 或 1 CFM,即立方英尺/分钟)通过一个非常精细的激光照射区域(称为“传感区”或“光阱”)。
2. 光散射(核心原理)
光源:现代粒子计数器通常使用激光二极管作为光源,因为它能产生一束强度高、稳定性好、波长单一的平行光束。
相互作用:当空气中的粒子随气流通过激光束时,粒子会使激光发生散射(主要是米氏散射)。粒子本身不发光,但它像一个微小的镜子,将照射到其上的激光向四面八方反射出去。
关键点:散射光的强度与粒子本身的物理特性有关,在粒径大于光源波长且成分一定的前提下,散射光的强度大致正比于粒子粒径的平方。也就是说,越大的粒子产生的散射光信号就越强。