Elegir un contador de partículas óptico

Elegir un contador de partículas óptico

En teoría, un contador óptico de partículas utiliza una fuente de luz, generalmente un diodo láser, para iluminar una muestra seleccionada de aire que tiene un flujo controlado mecánicamente a través de una boquilla configurada con precisión, conocida como sonda isocinética. Como se muestra en el diagrama, el haz de luz está colocado en un ángulo respecto a la muestra de aire. Un fotodetector mide la luz dispersada elásticamente por las partículas mediante reflexión, refracción y difracción. Basándose en la intensidad del destello, las partículas pueden ser contadas y dimensionadas al mismo tiempo. Es importante señalar que las propiedades físicas de las partículas pueden afectar la luz dispersada, ya que diversos materiales absorben la luz a diferentes tasas, lo que influirá en la intensidad de la luz dispersada.

Existen varias variables involucradas en la selección del contador de partículas óptimo para diversas aplicaciones.
- Resolución: la diferencia de tamaño de partículas más pequeña que puede ser detectada.
- Sensibilidad: la partícula más pequeña que puede ser “vista” en un punto de eficiencia de conteo particular.
- Eficiencia de conteo: la concentración de partículas que puede ser “vista” por un instrumento en comparación con la verdadera concentración de partículas medida por un medio más sofisticado o de calibración de calidad.
- Precisión: la desviación estándar de las mediciones de partículas del mismo tamaño.
- Repetibilidad: la medida en que un instrumento dará la misma respuesta en tamaño y conteo ante condiciones controladas o conocidas de partículas en el aire a lo largo del tiempo.

Para mantener los instrumentos razonablemente portátiles, la mayoría de los contadores ópticos de partículas tienen un rango mínimo de aproximadamente 0.3 micrones. Esto se debe a la intensidad de la fuente de luz láser en una configuración de tamaño limitado. Los instrumentos típicamente cuentan en dos a seis rangos de tamaño o “bines” en tiempo casi real. La mayoría funcionan con batería, con una opción para funcionar con corriente alterna mediante un adaptador eléctrico. Los costos varían desde unos pocos miles de dólares para unidades portátiles hasta decenas de miles de dólares para instrumentos de grado de laboratorio sofisticados. Los fabricantes suelen recomendar calibración anual para un funcionamiento confiable.

Los contadores de alto flujo, típicamente 1 cfm o 28.3 L/min, ofrecen ventajas en ciertas situaciones. Incluso hay algunos modelos de 2 cfm (nominal) o 50 L/min en el mercado. Los instrumentos de alto flujo son para condiciones donde se necesita analizar un gran volumen de aire. Por lo general, la resolución del tamaño de partículas se reduce y la capacidad de detectar partículas pequeñas también se reduce debido a una disminución en la relación señal-ruido. Aunque estos unidades, considerados portátiles, tienden a ser algo más voluminosas y pesadas para acomodar la bomba de mayor volumen y las baterías que soportan su funcionamiento.

Los contadores de bajo flujo, típicamente 0.1 cfm o 2.83 L/min, ofrecen ventajas claras cuando se necesita menos volumen de aire, como en controles puntuales. La menor tasa de flujo permite detectar partículas más pequeñas, ya que permanecen en la ventana de visualización durante más tiempo. Esto también permite medir concentraciones más altas. Muchos de estos instrumentos de bajo flujo son portátiles, ligeros y funcionan con batería.

Las aplicaciones donde se requiere tamaño y conteo de partículas incluyen:
- Investigación en aerosoles
- Higiene industrial
- Monitoreo de exposición personal
- Evaluación de calidad del aire interior
- Estudios ambientales como cumplimiento de la EPA
- Verificación de la eficiencia de eliminación en filtros o purificadores de aire
- Fluctuación de concentración en procesos
- Identificación de fuentes de partículas
- Mejora del rendimiento en procesos de fabricación de precisión
- Verificación del rendimiento del equipo, como en la gestión de edificios
- Cumplimiento de especificaciones, como clasificaciones de filtros de aire
- Cumplimiento de regulaciones o certificaciones, como en salas limpias, cabinas de seguridad, campanas de humos o en preparación farmacéutica
- Aseguramiento de calidad
- Verificación de limpieza, como en la limpieza de sistemas HVAC
- Verificación de controles ambientales, como en la extracción de cabinas de pintura
- Monitoreo de migración de partículas por construcción o remodelación

La selección del contador de partículas óptimo para una aplicación dada depende de la importancia de estas condiciones situacionales. Por ejemplo, una persona puede elegir robustez y repetibilidad a largo plazo sobre precisión al realizar estudios ambientales. Mientras que otra puede optar por sensibilidad y eficiencia en un área de fabricación de semiconductores altamente sensible, donde incluso pequeñas fluctuaciones en las condiciones ambientales pueden afectar en gran medida la calidad y el rendimiento.