Výběr optického čítače částic

Výběr optického čítače částic

V teorii využívá optický čítač částic světelný zdroj, obvykle laserovou diodu, k osvětlení vybraného vzorku vzduchu, který má mechanicky řízený tok přes přesně konfigurovanou trysku známou jako isokinetický sonda. Jak je vidět na schématu, světelný paprsek je umístěn pod úhlem k vzorku vzduchu. Fotodetektor pak měří elasticky rozptýlené světlo od částic odrazem, lomem a difrakcí. Na základě intenzity záblesku lze částice současně počítat a určovat jejich velikost. Je důležité poznamenat, že fyzikální vlastnosti částic mohou ovlivnit rozptýlené světlo, protože různé materiály absorbují světlo různou rychlostí, což ovlivní intenzitu rozptýleného světla.

Existuje několik proměnných, které je třeba vzít v úvahu při výběru optimálního čítače částic pro různé aplikace.
- Rozlišení - nejmenší rozdíl ve velikosti částic, který lze detekovat.
- Citlivost - nejmenší částice, kterou lze „vidět“ při určitém bodě účinnosti počítání.
- Účinnost počítání - koncentrace částic, kterou lze „vidět“ přístrojem ve srovnání s pravou koncentrací částic měřenou sofistikovanějšími nebo kalibračními metodami.
- Přesnost - směrodatná odchylka měření stejných částic velikosti.
- Opakovatelnost - míra, do jaké přístroj poskytne stejnou odpověď ve velikosti a počtu při kontrolovaných nebo známých podmínkách vzdušných částic v čase.

Aby byly přístroje relativně přenosné, mají většina optických čítačů částic spodní hranici kolem 0,3 mikronu. To je dáno intenzitou laserového světelného zdroje v omezené velikosti konfigurace. Přístroje obvykle počítají ve dvou až šesti velikostních pásmech nebo „pásech“ v téměř reálném čase. Většina je napájena bateriemi s možností provozu na střídavý proud pomocí elektrického adaptéru. Náklady se pohybují od několika tisíc dolarů za přenosné jednotky po desítky tisíc dolarů za sofistikované laboratorní přístroje. Výrobci obvykle doporučují roční kalibraci pro spolehlivý provoz.

Vysoce průtokové čítače, obvykle 1 cfm nebo 28,3 L/min, nabízejí výhody v určitých situacích. Na trhu jsou dokonce i některé jednotky s průtokem 2 cfm (nominálně) nebo 50 L/min. Přístroje s vysokým průtokem jsou určeny pro podmínky, kdy je třeba analyzovat velké objemy vzduchu. Obvykle je rozlišení velikosti částic sníženo a schopnost detekovat malé částice je omezená kvůli sníženému poměru signálu k šumu. Tyto jednotky, ač jsou považovány za přenosné, bývají poněkud objemnější a těžší, aby pojaly větší čerpadlo a baterie podporující provoz.

Nízkoprůtokové čítače, obvykle 0,1 cfm nebo 2,83 L/min, nabízejí jasné výhody tam, kde je potřeba méně vzduchu, například při kontrolách na místě. Nižší průtok umožňuje detekci menších částic, protože jsou v zorném poli déle. To také umožňuje měřit vyšší koncentrace. Mnoho z těchto nízkoprůtokových přístrojů je přenosných, lehkých a napájených bateriemi.

Aplikace, kde je potřeba velikost a počet částic, zahrnují:
- Výzkum aerosolů
- Průmyslová hygiena
- Monitorování osobní expozice
- Hodnocení kvality vnitřního ovzduší
- Environmentální studie, například dodržování předpisů EPA
- Ověřování účinnosti odstraňování v filtrech nebo vzduchových čističkách
- Fluktuace koncentrace v procesu
- Identifikace zdroje částic
- Zvýšení výtěžnosti ve výrobních procesech s přesností
- Ověřování výkonu zařízení, například v řízení budov
- Splnění specifikací, například hodnocení filtračních systémů vzduchu
- Dodržování předpisů nebo certifikace, například v čistých místnostech, bezpečnostních skříních, fume cupboards nebo při farmaceutické přípravě
- Zajištění kvality
- Ověření volného prostoru, například čištění HVAC systémů
- Ověřování environmentálních kontrol, například výfuku lakovacích kabin
- Monitorování migrace částic z výstavby nebo rekonstrukcí

Výběr optimálního čítače částic pro danou aplikaci závisí na důležitosti těchto situačních podmínek. Například osoba může při environmentálních studiích upřednostnit odolnost a dlouhodobou opakovatelnost před přesností. Jiná osoba může zvolit citlivost a účinnost v oblasti výroby polovodičů, kde i mírné výkyvy okolních podmínek mohou významně ovlivnit kvalitu a výtěžnost.