尘埃粒子计数器校准方法现状

0引言。空气中悬浮粒子的测量在集成电路、食品药品检验、医疗卫生、电子制造、精密加工等行业的质量控制中都不可或缺。而尘埃粒子计数器(OPC)作为评价洁净环境洁净度等级的重要工具,其测量结果的准确可靠尤为重要,因此,对尘埃粒子计数器校准方法的研究具有重要意义。

浅谈用聚苯乙烯粒子校准在线尘埃粒子计数器的校准现状

在线尘埃粒子计数器和粒子计数传感器主要用于测量洁净间或洁净区域的洁净度。国内现行的尘埃粒子计数器校准规范是JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》,该校准规范采用单分散聚苯乙烯粒子作为标准物质对设备进行校准。本文将浅谈上述校准方法的现状及存在的问题。

尘埃粒子计数器计数效率检测研究

尘埃粒子计数器是洁净室等级监测的关键仪器,计数效率是核心性能指标,针对新版GB/T 25915.1-2021要求,使用标准聚苯乙烯微球按GB/T29024.4实施检测,粒径档设定误差不超过±10%,0.3μm计数效率48%,0.5μm计数效率92%,结果表明计数效率和粒径档设定误差、计数重合损失密切相关,在粒径档设定误差不超过±10%,且检测浓度点不大于最大颗粒计数浓度的25%时,尘埃粒子的计数效率测试结果比较理想。

一种多通道便携式在线尘埃粒子计数器校准装置的研究

在线尘埃粒子计数器校准设备受制于标准物质气溶胶化,需空压机提供高压气源动力,具有体积大、工作条件要求高等缺点。因此,本文根据JJF 1190-2008《在线尘埃粒子计数器》校准规范,研发了一种多通道便携式校准装置,并进行试验验证。结果表明:该装置的内置标准粒子发生气源无需空压机,且在通电后即可使用;四个发生通道可随意切换,无需更换装液瓶,便于现场开展校准工作。

尘埃粒子计数器信号传输特性研究

为了研究尘埃粒子计数器信号传输的本质特性,采用从单粒子信号出发的方法,在研究单粒子散射光收集特性、光电转换特性的基础上分析单径粒子群信号分布的统计特性及混合粒子群在传感器中的输入-输出信号传输特性,并进行了实验验证,实验值与理论值基本一致,相关系数高达0.9以上。结果表明,尘埃粒子计数器的信号传输特性的本质是将粒子群的粒径分布描述方式以线性变换的方式转换成相应的脉冲信号幅值分布描述方式。这一结果为促进仪器向大流量、高灵敏方向发展奠定了理论基础。

不同光源对激光尘埃粒子计数器性能的影响

使用BeamProfile2350光束诊断仪测量了氦氖激光和半导体激光两种典型光源的光束特性,并分析了将它们作为激光尘埃粒子计数器的光源时,其在光敏区所产生光场的不均匀性。同时讨论了光场不均匀对计数器性能的影响,计算了两种不同光源下,计数器计数效率和分辨比率的差异。结果表明,以半导体激光作为计数器光源时,光敏区的光强均匀性更好,计数效率更高,粒径的分辨比率较氦氖激光作用时提高了17%,增大了粒径的有效测量范围。

激光尘埃粒子计数器传感器性能优化设计

为了提高激光尘埃粒子计数器的分辨率和计数效率,对国产传感器设计进行了性能优化。以半导体激光器作为传感器光源,采用带有"清洁空气保护靴"的采样装置替代原有的采样装置,间接改善了光敏区的光强均匀度,同时对气路紊流也起到了抑制作用。散射光收集系统为球面反射镜,其对粒子散射光的收集角范围从30°~150°。并对该光学传感器的性能进行了测量。结果表明:该系统除具有离散度小、分辨率高的优点外,同时还能有效的降低标定成本和标定时间。

尘埃粒子计数器单分散粒子信号幅度分布研究

提出了尘埃粒子计数器单径粒子群散射光信号幅度响应函数的概念，详细讨论了该函数的意义、特性以及计算方法．提出了在单分散尘埃粒子计数器中，用粒子群信号幅度响应函数分析法代替简单的多道幅度甄别器来分析待测粒子群的粒径分布的方法．此方法有利于提高尘埃粒子计数器分析结果的准确度．

0.1μm 尘埃粒子计数器光学传感器

本文分析了首台国产０１μｍ尘埃粒子计数器中光学传感器设计与研制中的关键技术问题。详细研究了半内腔激光器腔内杂散光的分布特征，结合旋转椭球面反射镜聚光系统的大立体角反射共轭成像弥散斑分布的计算结果，设计了具有高信噪比输出的大立体角矩形光敏区共轭成像空间滤波光阑系统。

高计数效率28.3 L/min尘埃粒子计数光电传感器

研制成功28.3 L/min激光尘埃粒子计数器的核心部件——光学传感器,该传感器采用直角散射光收集形式,以半导体激光器作为光源,同时采用高灵敏度光电倍增管作为光电探测器,大数值孔径的球面反射镜为散射光收集系统,其对粒子散射光的收集角范围为30°~150°,用聚苯乙烯标准粒子实测了该光学传感器的性能并与国内外同类传感器对比。结果表明：该传感器具有很高的信噪比、计数效率和尺寸分辨能力。

尘埃粒子计数器标准粒子信号幅度分布统计分析

为了研究激光尘埃粒子计数器标准粒子信号幅度分布,对激光尘埃粒子计数器计数信号幅度分布与传感器光敏区光强分布、采样气流中的粒子数密度、气体层流速度分布之间的关系进行了理论分析.采用自设计的带保护气套的光电传感器测定粒子计数信号幅度分布,给出的分布模型与理论分析相吻合.结果表明,尘埃粒子计数器标准粒子信号幅度分布满足对数正态分布,描述其分布的参数σ只与光敏区光强的均匀性有关.这为尘埃粒子计数器的设计提供了理论依据.

关于尘埃粒子计数器采样管长度的探讨

在美国联邦标准FS209E中对尘埃粒子计数器采样管的长度和采集的气溶胶在采样管中的流动时间提出了要求．据此通过给出的简便图表的计算，提出了不同流量粒子计数器、不同的粒径分档的允许管长，并推荐给我国标准GB5073－98．

尘埃粒子计数器测量颗粒粒径大小及其分布准确性的检定装置及其不确定度分析

本文介绍了检定尘埃粒子计数器测量颗粒粒径大小及其分布准确性用的装置 。

激光尘埃粒子计数器信号幅度概率密度函数

为了研究激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布,对激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布与传感器光敏区光强分布、采样气流中的粒子数密度、气体层流速度分布之间的关系进行了理论分析。采用自行设计的带保护气套的光电传感器测定粒子计数信号幅度概率分布,给出的分布模型与理论分析相吻合。结果表明,尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布由传感器光敏区光强分布和粒子数密度空间分布共同决定,这为尘埃粒子计数器的设计提供了理论依据。

基于STM32的100L/min尘埃粒子计数器控制系统设计

针对传统尘埃粒子计数器检测规格小、精度差、体积大、功能单一等问题,设计了一种新型的尘埃粒子计数器控制系统。控制系统以STM32F103芯片为核心,通过信号分级采样电路、放大电路、电源电路和通信电路实现对流量和粒子信号的采集与处理,并将结果通过触摸屏显示。运行结果表明:本控制系统运行过程稳定,检测规格可达100L/min,可检测6路不同规格的粒子数,最小能够检测0.3μm的尘埃粒子,并且检测结果满足国家计量检测标准。

尘埃粒子计数器的性能试验方法

在参考国外尘埃粒子计数器的性能试验方法标准的基础上,根据我国的实际情况,提出尘埃粒子计数器性能指标和相应的实验原理及方法,介绍国家标准草案。

BCJ—1尘埃粒子计数器光学系统的设计

根据Mie散射理论和仪器的技术指标，确定了BCJ－1尘埃粒子计数器光学系统的结构型式、参数及像差校正要求；根据仪器的工作特点，确定了光学系统中视杨光阑的最佳形状。

尘埃粒子计数器的校准方法

尘埃粒子计数器主要用来评定洁净室洁净度等级、检测过滤器的过滤效率及洁净织物的发尘量等。尘埃粒子计数器的量值溯源因其特殊性,存在很大难度,多年来国内外都在致力于尘埃粒子计数器的校准研究。该文就研究以及编写的尘埃粒子计数器国家计量校准规范,来阐述尘埃粒子计数器的校准方法。

尘埃粒子计数传感器的国产化研究

尘埃粒子计数器是测量空气洁净度普遍采用的仪器,本文从我国国情出发,介绍激光尘埃粒子计数传感器的国产化研究工作。

基于信息论的激光尘埃粒子计数器的数学模型

为分析计数器传感器系统各部分对测量结果的影响,从信息的角度出发,在信息论的基础上建立激光尘埃粒子计数器的数学模型.将输入的粒子群的粒径分布看作信源,输出的信号幅度分布看作信宿,将整个计数器看作信道,建立与之对应的数学模型.同时初步探讨了信息论在激光尘埃粒子计数器的应用,利用信息熵来评价信号幅度分布的离散度,用平均互信息来评价计数器对两种不同粒径的粒子的区分度,结果表明当粒子信号幅度分布的信息熵越大时,仪器的性能越差,并用实验进行了验证.这一研究结果为仪器性能的改进提供了指导方向.