Optikai részecskeszámláló kiválasztása

Egy optikai részecskeszámláló kiválasztása

Elméletileg egy optikai részecskeszámláló egy fényforrást használ, általában lézerdiodát, amely megvilágít egy kiválasztott levegőmintát, amelyet mechanikusan szabályozott áramlás jellemez egy pontosan kialakított fúvókán keresztül, amit isokinetikus szonda néven is ismerünk. Ahogy a diagramon látható, a fénynyaláb szöget zár be a levegőmintával. Egy fotodetektor ezután mérni fogja a részecskék által visszavert, elnyelő és törő fényt, amely az elnyelő anyagok különböző mértékű fényelnyelése miatt változhat. A villanás intenzitása alapján a részecskék számlálhatók és méretezhetők egyidejűleg. Fontos megjegyezni, hogy a részecskék fizikai tulajdonságai befolyásolhatják a szórt fényt, mivel különböző anyagok különböző mértékben nyelik el a fényt, ez pedig hatással van a szórt fény intenzitására.

Számos változó van, amelyek befolyásolják a legmegfelelőbb részecskeszámláló kiválasztását különböző alkalmazásokhoz.
- Felbontás - a legkisebb részecskeméret-különbség, amit észlelni lehet.
- Érzékenység - a legkisebb részecske, amit „látni” lehet egy adott számlálási hatékonysági ponton.
- Számlálási hatékonyság - a részecske koncentráció, amit egy műszer „lát”, szemben a valódi részecske koncentrációval, amit egy kifinomultabb vagy kalibrációs minőségű módszer mér.
- Precizitás - ugyanakkora méretű részecskék mérésének szórásának mértéke.
- Ismételhetőség - az, hogy egy műszer milyen mértékben ad ugyanazt a választ méretben és számlálásban kontrollált vagy ismert levegőben lévő részecskék esetén időben.

Az eszközök viszonylag hordozhatóságának érdekében a legtöbb optikai részecskeszámláló alsó határa kb. 0,3 mikron. Ez a lézerfényforrás intenzitásának korlátozott méretű kialakításából adódik. Az eszközök általában két-tíz méretkategóriában vagy „rekeszekben” számolnak közel valós idejű adatokat. A legtöbb akkumulátorról működik, de lehetőség van hálózati tápellátásra is, elektromos adapterrel. Költségük néhány ezer dollártól a kézi egységek esetében több tízezer dollárig terjed, a kifinomult laboratóriumi minőségű műszerek esetében. A gyártók általában évente javasolják a kalibrálást a megbízható működés érdekében.

A magas áramlási sebességű számlálók, általában 1 cfm vagy 28,3 L/perc, bizonyos helyzetekben előnyösek. Léteznek akár 2 cfm (névleges) vagy 50 L/perc egységek is a piacon. A magas áramlási sebességű műszerek olyan körülmények között alkalmazhatók, ahol nagy mennyiségű levegőt kell elemezni. Általában a részecskeméret felbontása csökken, és a kis részecskék észlelési képessége is romlik a csökkent jel-zaj arány miatt. Ezek az egységek, bár hordozhatónak számítanak, általában valamivel nagyobbak és nehezebbek a nagyobb térfogatú szivattyú és akkumulátor miatt, amelyek a működést támogatják.

Az alacsony áramlási sebességű számlálók, általában 0,1 cfm vagy 2,83 L/perc, egyértelmű előnyöket kínálnak ott, ahol kevesebb levegő mennyiségre van szükség, például helyszíni ellenőrzéseknél. Az alacsonyabb áramlási sebesség lehetővé teszi, hogy kisebb részecskék is észlelhetők legyenek, mivel hosszabb ideig tartózkodnak a megfigyelő ablakban. Ez lehetővé teszi magasabb koncentrációk mérését is. Sok ilyen alacsony áramlású készülék kézi, könnyű és akkumulátorról működik.

Az alkalmazások, ahol a részecskeméret és a számlálás szükséges, többek között:
- Aeroszolkutatás
- Ipari higiénia
- Személyes expozíció monitorozása
- Beltéri levegőminőség értékelése
- Környezeti tanulmányok, például EPA megfelelőség
- Szűrők vagy levegőtisztítók eltávolítási hatékonyságának ellenőrzése
- Folyamatkoncentráció ingadozása
- Részecskeforrás azonosítása
- Termelékenység növelése precíziós gyártási folyamatokban
- Berendezések teljesítményének ellenőrzése, például épületgazdálkodásban
- Specifikációk teljesítése, például levegőszűrő értékelések
- Szabályozások vagy tanúsítványok betartása, például cleanroomok, biztonsági szekrények, füstelszívók vagy gyógyszerészeti előállítás esetén
- Minőségbiztosítás
- Ellenőrzés, például HVAC rendszer tisztítása
- Környezeti szabályozások ellenőrzése, például festékfüst-kibocsátás
- Részecske migráció figyelése építkezés vagy felújítás során

A legmegfelelőbb részecskeszámláló kiválasztása adott alkalmazáshoz az adott helyzet feltételeinek fontosságától függ. Például egy személy a tartósságot és a hosszú távú ismételhetőséget választhatja a precizitás helyett környezeti tanulmányok során. Míg más személy érzékenységet és hatékonyságot preferál egy rendkívül érzékeny félvezetőgyártási területen, ahol még a környezeti feltételek apró ingadozásai is jelentősen befolyásolhatják a minőséget és a hozamot.