Der Staubpartikelzähler basiert auf der Lichtstreutechnologie, um die präzise Detektion von Partikeln in der Luft zu erreichen. Sein Kernprinzip besteht darin, die quantitative Analyse der Teilchenzahl und -größe durch die Streueffekte von Partikeln auf das Licht in Kombination mit der photoelektrischen Umwandlung und der Signalverarbeitung durchzuführen. Hier ist eine detaillierte Analyse ihres Arbeitsprinzips:

Lichtstreuung: Wechselwirkung von Partikeln und Licht

Wenn Licht auf Partikel in der Luft (wie Staub, Rauch usw.) ausgestrahlt wird, wird ein Teil des Lichts von der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung abweichen und sich um sich streuen, um Streulicht zu bilden. Die Intensität des gestreuten Lichts ist proportional zur Oberfläche des Teilchens (d.h. dem Quadrat der Teilchengröße): Je größer die Teilchengröße ist, desto stärker ist das gestreute Licht. Zum Beispiel ist die Streuungsintensität von 0,5 μm-Partikeln 2,78-mal so hoch wie bei 0,3 μm-Partikeln (Oberflächenverhältnis (0,5/0,3)²≈2,78). Dieses Gesetz bildet die theoretische Grundlage des Lichtstreuungspartikelzählers.

Kernkomponenten: Optische Wege und Signalwandlungssystem

Lichtquelle: Normalerweise wird ein Laser (Wellenlänge 635 nm) oder eine gewöhnliche Jod-Wolfram-Lampe verwendet. Die Laserlichtquelle kann Partikel von mehr als 0,1 μm aufgrund der guten Einfarbigkeit und der starken Richtung erkennen; Die gewöhnliche Lichtquelle eignet sich für Partikel über 0,3 μm.

Messkammer: Luft durchläuft mit einem konstanten Durchfluss (z. B. 28,3 L/min), wo Partikel von der Lichtquelle beleuchtet und das Licht streut werden.

Lichtdetektor: Ein Photomultiplikator oder eine Photodiode wandelt das gestreute Licht in ein elektrisches Impulssignal um. Zum Beispiel können 0,3 μm-Partikel einen elektrischen Impuls von 69 mV erzeugen, während 0,5 μm-Partikel 531 mV erzeugen.

Signalverarbeitungseinheit: Verstärkt, untersucht elektrische Impulse, zählt die Anzahl der Impulse (die Anzahl der entsprechenden Partikel) und die Amplitude (die entsprechende Partikelgröße).

Workflow: Vom Lichtimpuls bis zur Datenausgabe

Probenahme: Die Vakuumpumpe pumpt die Luft ab, um eine gleichmäßige Verteilung der Partikel durch einen homogenen kinetischen Probenahmekopf zu gewährleisten.

Lichtstreuung: Partikel streuen den Laser in der Messkammer und bilden ein Lichtpulssignal.

Optoelektrische Umwandlung: Lichtdetektoren wandeln Lichtimpulse in elektrische Impulse um.

Signalverarbeitung: Verstärkung der elektronischen Leitung, Untersuchung der elektrischen Impulse und Unterscheidung der Teilchen verschiedener Partikelgrößen (z. B. 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm usw.).

Datenanzeige: Das Zählsystem zählt die Anzahl der Impulse in den einzelnen Partikelgrößenkanalen, berechnet die Partikelkonzentration in der Einheit Volumenluft und zeigt die Ergebnisse an.

Technische Vorteile und Anwendungsszenarien

Hohe Empfindlichkeit: Detektiert Partikel mit einer Größe von 0,1 μm, um die Überwachungsanforderungen von Reinräumen wie ISOClasse 5 zu erfüllen.

Echtzeit: Die Probenahme erfolgt synchron mit der Datenanalyse und eignet sich für die dynamische Umweltüberwachung.

Multi-Szene Anwendung:

Pharmaindustrie: Überwachung der GMP-Werkstatt zur Verhinderung der Verschmutzung von Medikamenten durch mikrobielle Träger (≥0,5 μm-Partikel).

Elektronikherstellung: Detektion von Nanostaub in der Halbleiterwerkstatt, um die Leistungsfähigkeit der Komponenten zu gewährleisten.

Umweltüberwachung: Bewertung der Raumluftqualität (z. B. PM2,5, PM10).

Schlüsselparameter und Leistungsindikatoren

Partikelgrößenoplösung: in der Regel in sechs Reihen unterteilt (0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm, 3,0 μm, 5,0 μm, 10,0 μm), je höher die Auflösung ist, desto stärker ist die Unterscheidungsfähigkeit kleiner Partikel.

Durchflussstabilität: Die Abweichung des Durchflusses der Probenahme muss ≤ ± 5% sein, sonst beeinflusst dies die Genauigkeit der Konzentrationsberechnung.

Effizienz der Zählung: Idealerweise sollte sie nahe 100% liegen, aber tatsächlich wird sie von optischen Systemen, elektrischem Rauschen und anderen Faktoren beeinflusst und erfordert in der Regel eine regelmäßige Kalibrierung.

Kalibrierung und Wartung

Optische Kalibrierung: Überprüfen Sie die Gleichmäßigkeit von Wellenlängen und Lichtintensität mit Standardpartikeln wie Polystyrenlatekugeln.

Durchflusskalibration: Überprüfen Sie den Probenfluss mit einem Durchflussmesser, um eine Konstanz zu gewährleisten.

Umgebungskontrolle: Vermeiden Sie hohe Konzentrationen oder korrosive Gase und verhindern Sie die Verschmutzung von Licht- und Luftweggeräten.

Regelmäßige Selbstreinigung: 20 Minuten vor dem Start des Instruments, um Restpartikel zu beseitigen und Hintergrundgeräusche zu reduzieren.