Wybór licznika cząstek optycznych

Wybór licznika cząstek optycznych

W teorii, optyczny licznik cząstek wykorzystuje źródło światła, zazwyczaj diodę laserową, do oświetlenia wybranego próbki powietrza, które jest mechanicznie kontrolowane przez przepływ przez precyzyjnie skonfigurowany dyszel zwany sondą izokinetyczną. Jak widać na diagramie, wiązka światła jest ustawiona pod kątem do próbki powietrza. Detektor światła następnie mierzy światło rozproszone elastycznie od cząstek przez odbicie, załamanie i dyfrakcję. Na podstawie intensywności błysku, cząstki mogą być liczone i rozmiarowane jednocześnie. Ważne jest, aby zauważyć, że właściwości fizyczne cząstek mogą mieć wpływ na rozproszone światło, ponieważ różne materiały pochłaniają światło w różnym stopniu, co wpłynie na intensywność rozproszonego światła.

Istnieje kilka zmiennych związanych z wyborem optymalnego licznika cząstek do różnych zastosowań.
- Rozdzielczość - najmniejsza różnica w rozmiarze cząstek, którą można wykryć.
- Czułość - najmniejsza cząstka, którą można „zobaczyć” przy określonej skuteczności liczenia.
- Wydajność liczenia - stężenie cząstek, które może „zobaczyć” urządzenie w porównaniu do rzeczywistego stężenia cząstek mierzonych za pomocą bardziej zaawansowanych lub kalibracyjnych środków.
- Precyzja - odchylenie standardowe pomiarów cząstek tego samego rozmiaru.
- Powtarzalność - zakres, w jakim urządzenie da ten sam wynik w rozmiarze i liczbie w kontrolowanych lub znanych warunkach cząstek unoszących się w powietrzu w czasie.

Aby utrzymać urządzenia w rozsądnej poręczności, większość optycznych liczników cząstek ma dolny zakres graniczny około 0,3 mikrona. Wynika to z intensywności źródła światła laserowego w ograniczonej konfiguracji rozmiaru. Urządzenia zazwyczaj liczą w dwóch do sześciu zakresach rozmiaru lub „koszykach” w czasie niemal rzeczywistym. Większość jest zasilana bateryjnie z opcją pracy z zasilaniem sieciowym za pomocą adaptera elektrycznego. Koszty wahają się od kilku tysięcy dolarów za urządzenia przenośne do kilkudziesięciu tysięcy dolarów za zaawansowane urządzenia laboratoryjne. Producent zaleca zazwyczaj kalibrację roczną dla niezawodnej pracy.

Liczniki o wysokim przepływie, zazwyczaj 1 cfm lub 28,3 L/min, oferują korzyści w niektórych sytuacjach. Na rynku dostępne są nawet jednostki o przepływie 2 cfm (nominalnie) lub 50 L/min. Urządzenia o wysokim przepływie są przeznaczone do warunków, w których konieczne jest analizowanie dużej objętości powietrza. Zazwyczaj rozdzielczość rozmiaru cząstek jest zmniejszona, a zdolność wykrywania małych cząstek jest ograniczona ze względu na zmniejszony stosunek sygnału do szumu. Te jednostki, choć uważane za przenośne, są zwykle nieco większe i cięższe, aby pomieścić większą pompę i baterie wspierające pracę.

Liczniki o niskim przepływie, zazwyczaj 0,1 cfm lub 2,83 L/min, oferują wyraźne korzyści tam, gdzie potrzebna jest mniejsza objętość powietrza, na przykład podczas kontroli punktowych. Niższy przepływ pozwala na wykrycie mniejszych cząstek, ponieważ pozostają one dłużej w oknie widzenia. To również umożliwia pomiar wyższych stężeń. Wiele z tych urządzeń jest przenośnych, lekkich i zasilanych bateryjnie.

Zastosowania, w których potrzebne są rozmiar i liczba cząstek, obejmują:
- Badania aerozoli
- Higiena przemysłowa
- Monitorowanie narażenia osobistego
- Ocena jakości powietrza wewnętrznego
- Badania środowiskowe, takie jak zgodność z EPA
- Weryfikacja skuteczności usuwania w filtrach lub oczyszczaczach powietrza
- Fluktuacje stężenia w procesie
- Identyfikacja źródeł cząstek
- Poprawa wydajności w precyzyjnej produkcji
- Weryfikacja wydajności sprzętu, na przykład w zarządzaniu budynkami
- Spełnianie wymagań, takich jak oceny filtrów powietrza
- Zgodność z przepisami lub certyfikacją, takimi jak czyste pomieszczenia, szafy bezpieczeństwa, kaptury wydechowe lub w przygotowaniu farmaceutycznym
- Zapewnianie jakości
- Weryfikacja czystości, na przykład w czyszczeniu systemów HVAC
- Weryfikacja kontroli środowiskowej, takiej jak wywiew z kabiny lakierniczej
- Monitorowanie migracji cząstek z budowy lub remontu

Wybór optymalnego licznika cząstek do danego zastosowania zależy od znaczenia tych warunków sytuacyjnych. Na przykład, osoba może wybrać trwałość i powtarzalność długoterminową ponad precyzję podczas badań środowiskowych. Inna osoba może natomiast wybrać czułość i wydajność w bardzo wrażliwej strefie produkcji półprzewodników, gdzie nawet niewielkie wahania warunków otoczenia mogą znacznie wpłynąć na jakość i plony.