如何解決塵埃粒子計(jì)數(shù)器的重合誤差問(wèn)題?
所謂塵埃粒子計(jì)數(shù)器的重合誤差是指由于多個(gè)顆粒同時(shí)通過(guò)光敏區(qū)而造成的顆粒漏檢。從國(guó)外的資料中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)塵埃粒子計(jì)數(shù)器在額定粒子濃度下檢測(cè)時(shí)，計(jì)數(shù)損失不得超過(guò)5%，重合誤差限制了儀器所能檢測(cè)的最高濃度。
塵埃粒子計(jì)數(shù)器相信大家都很熟悉，目前我國(guó)廣泛使用的是激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器。進(jìn)入正題之前，讓我們?cè)購(gòu)?fù)習(xí)一下“激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器”。激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用來(lái)測(cè)定潔凈空氣中離散粒子的粒徑及其粒子濃度的儀器，用以確定潔凈室、潔凈區(qū)的潔凈度等級(jí)，也可以用來(lái)對(duì)潔凈工作臺(tái)和過(guò)濾器等的性能進(jìn)行檢測(cè)。
目前塵埃粒子計(jì)數(shù)器已被廣泛的應(yīng)用于半導(dǎo)體、衛(wèi)生、制藥、防疫等各行各業(yè)中。它采用光散射原理將粒子的光散射信號(hào)通過(guò)光電器件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)脈沖高度的大小，經(jīng)過(guò)一系列處理即可判斷所測(cè)量粒子粒徑的大小，該方法具有自動(dòng)、實(shí)時(shí)、不破壞測(cè)試狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)。
隨著科技的迅速發(fā)展，人們對(duì)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的要求也越來(lái)越高，需要檢測(cè)的粒徑也越來(lái)越小，對(duì)儀器的準(zhǔn)確性要求越來(lái)越嚴(yán)格。翻閱資料，我發(fā)現(xiàn)國(guó)外國(guó)外所有塵埃粒子計(jì)數(shù)器的性能指標(biāo)上都有一項(xiàng)技術(shù)參數(shù)重合誤差。那么，重合誤差究竟是怎么產(chǎn)生的呢?
塵埃粒子計(jì)數(shù)器利用了光散射原理設(shè)計(jì)而成，采樣空氣以一定的流量從開啟的吸氣口通過(guò)有穩(wěn)定光源照射的照射區(qū)，光線在空氣懸浮粒子上發(fā)生散射，向前和向內(nèi)的散射光會(huì)聚在光電倍增管之類的光電元件上，轉(zhuǎn)換成了電脈沖信號(hào)。利用脈沖峰值與散射光強(qiáng)度成正比，而散射光強(qiáng)度又和粒子直徑大小成一定比例，就可以通過(guò)分析電脈沖信號(hào)峰值來(lái)選擇所需粒徑，最后通過(guò)計(jì)算選定的脈沖信號(hào)數(shù)目就可得到大于特定粒徑的微粒數(shù)量，從而測(cè)得一定氣體流量下的粒子濃度。
當(dāng)有多個(gè)顆粒同時(shí)出現(xiàn)在光敏區(qū)時(shí)，光電器件所接收的信號(hào)是所有顆粒散射光的總和，這樣儀器顯示的測(cè)量結(jié)果即為一顆較大粒徑的粒子，顯示的結(jié)果比實(shí)際數(shù)量要少。塵埃粒子計(jì)數(shù)器的光敏區(qū)越大，在光敏區(qū)同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)甚至兩個(gè)以上粒子的可能性就越大。而氣體中粒子濃度越高，光敏區(qū)同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)以上粒子的可能性也越大。重合誤差的大小直接影響儀器所給出測(cè)量值的準(zhǔn)確程度。
而由于種種條件的限制，我國(guó)現(xiàn)有的校準(zhǔn)規(guī)范中并沒(méi)有對(duì)此項(xiàng)參數(shù)的要求。那么，可以根據(jù)公式計(jì)算重合誤差。在動(dòng)態(tài)情況下，如果一個(gè)粒子進(jìn)入光敏區(qū)之前，光敏區(qū)無(wú)任何粒子，此時(shí)計(jì)數(shù)器仍然顯示為一個(gè)粒子，這種情況下粒子的計(jì)數(shù)由下式給出：其中，Ni為儀器所顯示的粒子濃度;Nt為粒子濃度;V為光敏區(qū)容積。此公式可以對(duì)常規(guī)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的重合計(jì)數(shù)誤差作一個(gè)比較保守的計(jì)算。
在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以通過(guò)稀釋的辦法來(lái)減少重合計(jì)數(shù)的誤差，即降低Nt，但是稀釋往往會(huì)引起大粒子的損失。這里要敲黑板了哦，稀釋可以減少重合誤差，那如何稀釋顆粒才能保證大粒子損失最小呢?潔凈室及大濃度顆粒測(cè)量任務(wù)中經(jīng)常需要準(zhǔn)確稀釋氣溶膠顆粒，且要求氣溶膠稀釋前后粒徑分布保持不變。所以，粒子稀釋器的應(yīng)用越來(lái)越多。
電子產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品、光學(xué)精密器件等行業(yè)對(duì)潔凈室的潔凈度要求越來(lái)越高，所以用來(lái)檢測(cè)環(huán)境潔凈等級(jí)的塵埃粒子計(jì)數(shù)器的準(zhǔn)確性就變得尤為重要。而重合誤差使得我們的測(cè)量結(jié)果低于實(shí)際情況，產(chǎn)生一定的計(jì)數(shù)損失，這對(duì)于客觀的反映實(shí)際環(huán)境的情況是不利的。尤其是測(cè)量大濃度顆粒，重合誤差影響會(huì)更大，所以必要情況下，是需要使用粒子稀釋器稀釋氣溶膠顆粒。
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