塵埃粒子計數器是用於測量潔淨環境中單位體積內塵埃粒子數和粒徑分布的儀器。它可廣泛套用於為各省市藥檢所、血液中心、防疫站、疾控中心、質量監督所等權威機構、電子行業、製藥車間、半導體、光學或精密機械加工、塑膠、噴漆、醫院、環保、檢驗所等生產企業和科研部門。
基本介紹
- 中文名：塵埃粒子計數器
- 外文名：The dust particle counter
- 含義：潔淨環境中單位體積內塵埃粒子
- 區域：塑膠、噴漆、醫院
發展歷程,基本原理,量值溯源,主要部件,分類,特性,注意事項,
發展歷程
粒子計數器由顯微鏡發展而來，經歷了顯微鏡、沉降管、沉降儀、離心沉降儀、顆粒計數器、雷射空氣粒子計數器、PCS納米雷射空氣粒子計數器的過程，其中因雷射空氣粒子計數器測試速度快、動態分布寬、不受人為影響等各方面的優勢，而成為很多行業的主流產品。
基本原理
空氣中的微粒在光的照射下會發生散射，這種現象叫光散射。光散射和微粒大小、光波波長、微粒折射率及微粒對光的吸收特性等因素有關。但是就散射光強度和微粒大小而言，有一個基本規律，就是微粒散射光的強度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測定散射光的強度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子計數器的基本原理。實際上，每個粒子產生的散射光強度很弱，是一個很小的光脈衝，需要通過光電轉換器的放大作用，把光脈衝轉化為信號幅度較大的電脈衝，然後再經過電子線路的進一步放大和甄別，從而完成對大量電脈衝的計數工作。此時，電脈衝數量對應於微粒的個數，電脈衝的幅度對應於微粒的大小。
粒子計數器測量原理
粒子計數器測量原理塵埃粒子計數器的具體工作原理：來自光源的光線被透鏡組聚焦於測量腔內，當空氣中的每一個粒子快速地通過測量腔時，便把入射光散射一次，形成一個光脈衝信號。這一光信號經過透鏡組2被送到光檢測器，正比地轉換成電脈衝信號，再經過儀器電子線路的放大、甄別，揀出需要的信號，通過計數系統顯示出來。
需要指出的是，雖然儀器稱為“計數器”，但是儀器分辨微粒大小的能力更為重要。因為電脈衝的計數很簡單，而判斷粒子的大小非常重要。
量值溯源
《計量法》明確了保障計量單位的統一和量值的準確可靠。無論是在生產、經營還是科學研究等方面，計量工作都是維護正常社會經濟活動的重要保證。國家為保證全國的某一參數量值的一致、準確，使在用計量器具的量值能夠溯源到國家計量基準，實現全國某一數量量值的準確，自上而下的建立了完善的全國量值溯源體系。其目的主是通過對在用計量器具的校準，來保證生產、經營以及科學研究等各項經濟活動的正常進行。
粒子計數器是國家規定的計量器具，在使用一段時間後，其光學系統及檢測系統都會發生變化，如光源老化、發光效率降低或聚焦錯位、透鏡被污染，從而使整機的轉換靈敏度變化。因此需按JJF1190-2008《塵埃粒子計數器校準規範》的要求每年定期到建築能源與環境檢測中心進行定期校準，對儀器各方面進行調整，以獲得最佳工作狀態。
主要部件
光源是塵埃粒子計數器的關鍵部件，對儀器的性能影響很大。光源要求穩定性高、壽命長、不受干擾。雷射塵埃粒子計數器的光源有普通光源和雷射光源兩種。普通光源為碘鎢燈，體積大、發熱量高、壽命短，開機後需要預熱。雷射光源為雷射器，體積小、穩定性高、壽命長，常與檢測腔及光檢測器做成一體，組成感測器。常見的雷射光源有HeNe雷射器、雷射二極體。採用普通光源的雷射塵埃粒子計數器對0.3μm以下的微粒信號回響很低，其信號幅度與計數器本身的噪聲幅度相差無幾，信號很難從噪聲中檢測出來。此類儀器雖然標有0.3μm這一通道，但只適於測定大於0.3μm特別是0.5μm以上的微粒。由於雷射的單色性好，光能量集中穩定，所以採用雷射光源的雷射塵埃粒子計數器其感測器有較高的信噪比，此類儀器有些能檢測到0.1μm的微粒。
分類
1、按測試原理：光散亂法測試（白光、雷射）、顯微鏡法測試、稱重法測試、DMA法測試（粒徑分析儀）、慣性法測試、擴散法測試、凝聚核法測試(CNC)等。
2、按流量：小流量 0.1cfm(2.83L/min) 大流量 1cfm(28.3L/min)，GMP新規定中也有50L/min,100L/min流量的儀器；
3、按形狀、體積大小：手持式、台式
4、按測試通道：單通道（只測某一種粒子徑）；雙通道（測試某兩種粒子徑）； 多通道（測試多種粒子徑）
5、其他：粒子計數器的套用領域
特性
日期和時間顯示；
USB高速通信接口；
RJ－45遠程控制通信接口；
內置COM串列印表機接口；
計數超限報警： 儀器可設定1級、10級、100級、1000級、10000級、100000級、1000000級六個級別（對應ISO的4到9級）的計數超限報警 ；符合ISO14644-1/ GB50073-2001（CLASS4級，5級，6級，7級，8級，9級） 2010版GMP（A級、B級、C級、D級四個級別靜態和動態兩個狀態的測量），FS-209E（10級、100級、1000級、10000級、100000級、300000級、1000000級）等級別的檢測符合JJF-1190-2008塵埃粒子計數器計量校準規範及JIS B9921:1997 每五分鐘≤1個
數據存儲器，可存1000組測量結果； 可存8000組測量結果；可存100000組測量結果；
內置感測器能測量溫度、濕度並記錄存儲；
8個粒徑通道可同時測量0.3μm ,0.5μm，0.7μm，1.0μm，2.0μm，5.0μm，，7.0μm，10.0μm的粒子 ； 可選0.3 、0.5、1.0、3.0、5.0、10μm, 、15μm, 、20μm, 八檔粒徑同時計數.
測試範圍：1級～100萬級（對應ISO的4到9級） ；
重複性：相對標準偏差≤10% ；
粒徑準確度：相對誤差≤10% ；
光 源：採用雷射二極體作為感測器的光源 ；
流 量：2.83升/分（0.1cfm）（誤差≤±5%） ； 28.3升/分（1cfm）（誤差≤±5%） ；50升/分（1.77cfm）（誤差≤±5%） ； 100升/分（3.54cfm）（誤差≤±5%） ；
最大採樣時間：999999秒 ；
自淨時間：≤10min；
計數模式：累積計數模式、差分計數模式、濃度計數模式 ；
顯 示：液晶屏顯示（LCD)或數碼管顯示（LED）前者維護費用較高，後者維護成本較低
電 源：Ni-MH電池（14.8V/2600mAH）或AC適配器（輸入：180～240V，輸出：14.8V/3000mA） ；
電池工作時間：連續測試時間約為4小時（Ni-MH電池） ； 以及直接220V電源的後者維護成本較低
重 量：小流量2.83L手持的在0.6kg，台式的在2.6kg，28.3L的在15kg，50L的在18kg（最好要選用手推車），100L的在20kg（最好要選用手推車）
工作環境溫度：5～40℃相對濕度：≤75% ；
標準附屬檔案：手提箱/充電器、等動力採樣頭、帶採樣管的採樣支架、零過濾器、USB轉RS 232模組、USB連線線、RS 232連線線、電腦連線通訊軟體光碟USB高速通信接口可用於與計算機通訊獲取數據、分析、軟體升級等
RJ－45遠程控制通信接口，該接口用來和計算機通訊獲取數據、分析和遠距離操作,COM內置串列印表機接口：接串口印表機 手持式選 件：三角架、印表機（含電纜）、外置溫濕度感測器，台式儀器本身是有三角架和內置印表機的
注意事項
1、當入口管被蓋住或被堵塞，不要啟動計數儀
2、雷射塵埃粒子計數器應該在潔淨環境下使用，以防止對雷射感測器的損傷
3、不要測有可能產生反應的混合氣體（如氫氣和氧氣）。這此氣體也可能在計數器內產生爆炸。測這些氣體需與廠家聯繫為取得更多的信息。
4、沒有高壓減壓設備（如高壓擴散器）不要取樣壓縮空氣，所有的顆粒計數儀被設計用於在一個大氣壓下操作。
5、水，溶液或其它液體都不能從入口管進入感測器。
6、顆粒計數儀主要用來測試淨化車間乾淨的環境，當測的地方有鬆散顆粒的材質，灰塵源，噴霧處時，須最少保持距進口管至少十二英寸遠。以免以上的顆粒及液體污染感測器及管路。
7、取樣時，避免取樣從計數器本身排出來的或被計數器出來的氣體所污染的氣體。
8、在連線外置印表機或連線外接溫濕度感測器時，需先關掉計數器；當執行列印操作時，印表機上須有列印紙，否則會損傷列印頭。
以上各級別空氣懸浮粒子的標準規定如下表：
（1） 潔淨室（區）空氣潔淨度級別表：
潔淨室（區）空氣潔淨度級別對照表
潔淨度級別 | 粒子最大濃度限值（個/m3） | 粒子最大濃度限值/50L | ||
≥0.5μm | ≥5μm | ≥0.5μm | ≥5μm | |
100級 | 3520 | 29 | 176 | 1.45 |
1000級 | 35200 | 293 | 1760 | 14.65 |
10,000級 | 352000 | 2930 | 17600 | 146.5 |
100,000級 | 3520000 | 29300 | 176000 | 1465 |
300,000級 | 10560000 | 87900 | 528000 | 4395 |
1000,000級 | 35200000 | 293000 | 1760000 | 14650 |
ISO 14644-1:1999潔淨室及相關受控環境/第1部分：
空氣潔淨度等級
潔淨室及潔淨區空氣潔淨度整數等級與傳統分級對照表
ISO等級N | 大於或等於關注粒徑的粒子最大濃度限值（個/m3） | FS 209E 傳統分級 | |||||
0.1mm | 0.2mm | 0.3mm | 0.5mm | 1.0mm | 5.0mm | ||
ISO 1級 | 10 | 2 | —— | —— | —— | —— | |
ISO 2級 | 100 | 24 | 10 | 4 | —— | —— | |
ISO 3級 | 1000 | 237 | 102 | 35 | 8 | —— | 1級 |
ISO 4級 | 10000 | 2370 | 1020 | 352 | 83 | —— | 10級 |
ISO 5級 | 100000 | 23700 | 10200 | 3520 | 832 | 29 | 100級 |
ISO 6級 | 1000000 | 237000 | 102000 | 35200 | 8320 | 293 | 1000級 |
ISO 7級 | —— | —— | —— | 352000 | 83200 | 2930 | 10000級 |
ISO 8級 | —— | —— | —— | 3520000 | 832000 | 29300 | 100000級 |
ISO 9級 | —— | —— | —— | 35200000 | 8320000 | 293000 | |
註：按測量方法相關的不確定度要求，確定等級水平的濃度數據的有效數字不超過3位。 | |||||||
藥品生產質量管理規範 2010版GMP
潔淨度級別 | 懸浮粒子最大允許數/立方米(a) | |||
靜態 | 動態 | |||
≥0.5μm | ≥5μm | ≥0.5μm | ≥5μm | |
A級 | 3520 | 20 | 3520 | 20 |
B級 | 3520 | 29 | 352000 | 2900 |
C級 | 352000 | 2900 | 3520000 | 29000 |
D級 | 3520000 | 2,9000 | 不作規定 | 不作規定 |
淨度級別 | 懸浮粒子最大允許數/立方米 | |||
靜態 | 動態 | |||
≥0.5μm | ≥5.0μm | ≥0.5μm | ≥5.0μm | |
A級 | 3520 | 20 | 3520 | 20 |
B級 | 3520 | 29 | 352000 | 2900 |
C級 | 352000 | 2900 | 3520000 | 29000 |
D級 | 3520000 | 29000 | 不作規定 | 不作規定 |
