尘埃粒子计数器和空气粒子计数器的使用
1 仪器的工作原理
空气中的微粒在光的照射下会发生散射，这种现象叫光散射。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因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，有一个基本规律，就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子计数器的基本原理。
实际上，每个粒子产生的散射光强度很弱，是一个很小的光脉冲，需要通过光电转换器的放大作用，把光脉冲转化为信号幅度较大的电脉冲，然后再经过电子线路的进一步放大和甄别，从而完成对大量电脉冲的计数工作。此时，电脉冲数量对应于微粒的个数，电脉冲的幅度对应于微粒的大小。
尘埃粒子计数器的具体工作原理：来自光源的光线被透镜组聚焦于测量腔内，当空气中的每一个粒子快速地通过测量腔时，便把入射光散射
一次，形成一个光脉冲信号。这一光信号经过透镜组2被送到光检测器，正比地转换成电脉冲信号，再经过仪器电子线路的放大、甄别，拣出需要的信号，通过计数系统显示出来。
需要指出的是，虽然仪器称为“计数器”，但是仪器分辨微粒大小的能力更为重要。因为电脉冲的计数很简单，而判断粒子的大小非常重要。
2 仪器的组成及各部分功能
2.1 光源
光源是尘埃粒子计数器的关键部件，对仪器的性能影响很大。光源要求稳定性高、寿命长、不受干扰。
光源有普通光源和激光光源两种。普通光源为碘钨灯，体积大、发热量高、寿命短，开机后需要预热。激光光源为激光器，体积小、稳定性高、寿命长，常与检验腔及光检测器做成一体，组成传感器。常见的激光光源有HeNe激光器、激光二极管。
采用普通光源的尘埃粒子计数器对0.3um以下的微粒信号响应很低，其信号幅度与计数器本身的噪声幅度相差无几，信号很难从噪声中检测出来。此类仪器虽然标有0.3um这一通道，但只适于测定大于0.3um特别是0.5um以上的微粒。
由于激光的单色性好，光能量集中稳定，所以采用激光光源的尘埃粒子计数器其传感器有较高的信噪比，此类仪器有些能检测到0.1um的微粒。
2.2 测量腔
测量腔是进行微粒观测的空间，被采集的空气要从测量腔内穿过。仪器的光学系统使光源经透镜、狭缝照射到测量腔中，形成一个体积约几个立方毫米的光敏感区。当空气中的尘埃通过光敏感区时，会散射出一部分光能量，被与入射光成一角度(90度或70度)的集光透镜收集，再投射到光检测器上。
2.3 光检测器
光检测器是将散射光能量转换为电信号的光电转换器件。尘埃粒子计数器中常用的光检测器是光电倍增管和光电二极管。
光电倍增管把光电子放大几万倍后转换成几个毫伏到几十毫伏的电信号，光谱具有线性好、响应时间快、暗电流小的优点，缺点是体积大。光电倍增管工作时需加上几百伏特的负高压，仪器中有相应的高压产生电路，在对仪器进行调试或校准时应注意安全。
光电二极管是一种受到光照后能产生电子的半导体元件，具有体积小、外围电路简单的特点，常与检测腔做成一体。
2.4 流量监控
目前国产尘埃粒子计数器常采用转子流量计作流量指示，则仪器的流量调节大多数是直接调节转子流量计上的旋钮，此时仪器的控制电路对流量是没有监控的。进口尘埃粒子计数器通过流量传感器对流量进行监测，通过手动调节或自动反馈调节。
尘埃粒子计数器的采样流量一般为2.83L／min或28.3L／min(进口仪器常以“立方英尺每分”为单位，标记为0.1cfm或1cfm)，主要是为了便于进行符合Fed-Std-209E的洁净度的计算。
大流量的采样(28.3L／min)更能准确地反映空气的洁净状况，但使大采样浓度降低。
2.5 气泵及过滤器
气泵位于仪器内部，使仪器产生采样流量。气泵要求噪音低、振动小、产生的气流稳定。过滤器应能过滤掉0.3um以上的微粒，以免从仪器排出的空气对洁净区产生影响。
2.6 电路系统
不同粒径大小的粒子经尘埃粒子计数器的光电系统转换后，会产生不同幅度(电压)的电脉冲信号，粒径越大，脉冲电压越高。信号电压与粒径之间的关系，也叫转换灵敏度。对于给定的尘埃粒子计数器，粒径大小与脉冲电压是一一对应的，例如某台尘埃粒子计数器的转换灵敏度为0.3um对应69mV，0.5um对应531mV，1.Oum对应701mV等，若尘埃粒子计数器检测到一个脉冲为lOOmV，则这个粒子的大小肯定大于0.3um而小于0.5um。
尘埃粒子计数器是测量大于等于某一粒径的粒子数量的仪器，其内部电路就是统计大于等于某一电压值的脉冲数量的电路。对于上段中的例子，测量空气中大于等于0.3um粒子的数量，在电路中就是统计大于等于69mV的脉冲的个数，测量大于等于0.5um粒子的数量，在电路中就是统计大于等于531mV的脉冲的个数，依此类推。所以仪器对尘埃粒子的测量，主要靠转换灵敏度这个参数。
另外需要说明的是，每台尘埃粒子计数器的转换灵敏度均不同，在出厂时及以后须定期用标准粒子进行校准，以获得佳转换灵敏度值。
电路系统就是完成对脉冲信号的放大、甄别、计数的电路。此外还包括电源、控制、显示、计算、打印等电路。
3 仪器的使用及技术要求
尘埃粒子计数器的测量值有两种表示方式：计(cumulative)方式和分计方式(differentia1)。计方式指测量值为大于等于该粒径的粒子数，分计方式指测量值为大于等于该粒径同时又小于下一相邻粒径的粒子数。
仪器在开始采样前应先自净，以确保仪器内部无残留粒子。采样时一定要用等动能取样头，并注意采样管不要堵塞、弯死，采样管不要太长。
仪器禁止抽取高浓度粒子的气体(如较脏的空气)及含有水气、油气、腐蚀性气体进入仪器，否则将污染仪器气路、光路器件，甚至造成损坏。
按照计量规程要求，仪器的自净时间应小于20min，测量准确度应小于40％ ，测量重复性应小于20％。
空气粒子计数器的注意事项
空气粒子计数器是用于测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器。它可广泛应用于为各省市药检所、血液中心、防疫站、疾控中心、质量所等机构、电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工、塑胶、喷漆、医院、环保、检验所等生产企业和科研部门。
发展历程
空气粒子计数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，其中因激光空气粒子计数器测试速度快、动态分布宽、不受人为影响等各方面的优势，而成为近年来很多行业的主流产品。
工作原理
空气粒子计数器是用于测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器。空气中的微粒在光的照射下会发生散射，这种现象叫光散射。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因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，有一个基本规律，就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子计数器的基本原理。
实际上，每个粒子产生的散射光强度很弱，是一个很小的光脉冲，需要通过光电转换器的放大作用，把光脉冲转化为信号幅度较大的电脉冲，然后再经过电子线路的进一步放大和甄别，从而完成对大量电脉冲的计数工作。此时，电脉冲数量对应于40微粒的个数，电脉冲的幅度对应于微粒的大小。探测激光经尘埃粒子散射后被光敏元件接收并产生脉冲信号，该脉冲信号被输出并放大，然后进行数字信号处理，通过与标准粒子信号进行比较，将对比
结果用不同的参数表示出来。仪器的测量参数设定、测量结果显示、按键、定时、打印、时间、日期、数据存储等均由内置微机(MCU)控制和实现，仪器可同时显示环境的温湿度并监测报告激光粒子传感器的工作状态。
分类
(1)按测试原理：光散乱法测试(白光、激光)、显微镜法测试、称重法测试、DMA法测试(粒径分析仪)、惯性法测试、扩散法测试、凝聚核法测试(CNC)等。
(2)按流量：小流量0.1cfm (2.83L/min)大流量1cfm (28.3L/min)。
(3)按形状、体积大小：手持式、台式。
(4)按测试通道：单通道(只测某一种粒子径)；双通道(测试某两种粒子径)；多通道(测试多种粒子径)。
不同型号的粒子计数器，在功能方面和操作界面方面会有一些差别，但基本的操作是差不多的：
1.打开电源预热。
2.设置工作参数，如果不需要更改可以跳过，具体的按键操作参考每台仪器的产品介绍。另外，在采样状态下，设置是无效的。
3.设置完成后，即可开始采样测定，读取数据。
4.连接打印机，将数据导出打印出来，一些有内置打印机的产品可以直接打印。
陕西斯贝尔电子科技有限公司(粒子计数器)
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