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SIBATA柴田科学 粒子计数器原理

时间:2026/5/9 17:37:45

粒子计数器最常用的检测原理是光散射法,它利用激光进行探测。虽然具体机制会因被测物质是气体还是液体而有所不同,但通常采用以下测量方法。


1. 利用光散射法的测量机制

空气(或液体)以恒定流速从设备内部的“样品供应单元”吸入,激光则从“光照射单元”照射样品。如果样品中存在细小颗粒,光线会照射到这些颗粒上并发生散射。散射光被“检测单元”中的光接收透镜收集,并由光电倍增管或光电二极管等光接收元件转换为电信号。


散射光的强度与颗粒的表面积(粒径)成正比,散射光的产生次数与颗粒数量相对应。通过分析电信号的脉冲幅度和脉冲数,该系统能够实时、精确地计数不同粒径的颗粒数量。


2. 遮光型(液体计量)

在测量纯水或化学溶液等液体中的不溶性细颗粒时,除了光散射法外,还可以使用光屏蔽法(光衰减法)。该测量方法通过检测颗粒在光源和光接收单元之间通过时被阻挡的光量的减少来确定颗粒大小,适用于测量相对较大的颗粒。


粒子计数器的类型

它们大致根据被测量的介质和操作方法进行分类。


1. 空气颗粒计数器

这些设备用于测量空气中的颗粒物。它们有多种类型,包括便携式手持型号,以及固定在洁净室内多个位置进行24小时连续监测的多点连续监测系统(设施监测系统)。


2. 液体粒子计数器

该设备用于测量半导体清洗用超纯水、静脉注射液和工业液压油中所含的杂质颗粒。它采用特殊的传感器结构,可以补偿流体折射率和粘度的影响。


如何选择粒子计数器

在准确了解将要管理的标准和环境条件之后,有必要选择合适的型号。


1. 确认可测量的颗粒尺寸和可测量的颗粒浓度。

待测颗粒的最小粒径(例如,0.1 μm、0.3 μm、0.5 μm 等)取决于洁净室的洁净度标准以及超纯水和化学溶液的质量控制标准。选择可测量粒径大于控制规格的设备可能会导致漏检一些关键有害颗粒。此外,在洁净度较低(颗粒浓度较高)的环境中使用高灵敏度设备会增加重合误差(同时通过误差)的风险,即多个颗粒被误识别为一个颗粒。因此,选择可测量颗粒浓度合适的设备至关重要,该设备应具有足够的测量上限裕度,以应对环境中的预期浓度。


2. 符合计量单位和标准

国际标准,例如 ISO 14644-1 和美国联邦标准 (Fed.Std. 209E),均用于评估洁净度。因此,事先确认设备输出测量结果时的参考体积(单位)是每立方米 ( m³ ) 还是每立方英尺 ( ft³ ) 至关重要。然后,通过选择符合所用洁净室标准单位制的型号,或选择具有单位转换功能的型号,即可顺利进行数据管理。



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