尘埃粒子计数器主要组成部件及其作用

洁净车间的洁净度的控制是否达标，需要借助专业性强、精准度高的尘埃粒子计数器进行测量与判定。

尘埃粒子计数器是一种用于检测洁净车间空气中尘埃粒子数量和大小的精密仪器，其主要组成部件对尘埃粒子计数器的正常运行和精准度至关重要，它主要由传感器、采样泵（真空泵）、控制电路系统组成，以下是尘埃粒子计数器主要组成部件的作用及其操作简述：

一、传感器

作为尘埃粒子计数器内部的核心部件，传感器由光源系统、透镜系统、测量腔、光探测量器等部分组成。

1、光源

作用：提供稳定、高强度的光源，使空气中的尘埃粒子在光路中散射光线，从而被检测系统捕捉。

操作：光源系统为内置，用户无需直接操作，可定期返厂由专业人员检查光源的稳定性和亮度，确保其正常工作。

光源对尘埃粒子计数器的性能影响很大，光源要求稳定性高、寿命长、不受干扰。

光源有普通光源和激光光源两种：普通光源为碘钨灯，体积大、发热量高、寿命短，开机后需要预热；激光光源为激光器，体积小、稳定性高、寿命长，常与检测腔及光检测器做成一体，组成传感器。

常见的激光光源有HeNe激光器、激光二极管。采用普通光源的尘埃粒子计数器对0.3μm以下的微粒信号响应很低，其信号幅度与计数器本身的噪声幅度相差无几，信号很难从噪声中检测出来。此类仪器虽然标有0.3μm这一通道，但只适于测定大于0.3μm特别是0.5μm以上的微粒，目前普通光源尘埃粒子计数器基本已被淘汰。激光的单色性好，光能量集中稳定，所以采用激光光源的尘埃粒子计数器其传感器有较高的信噪比，此类仪器有些能检测到0.1μm的微粒。

2、光学透镜系统

光学透镜作为激光传感器重要部件之一，分别由柱透镜、准直透镜、反射镜组成。目前国内市场低端产品采用国产透镜降低成本；性能稳定、精度较高的尘埃粒子计数器还是得依托于进口光学透镜才到达到其性能及精准度。

3、测量腔

尘埃粒子计数器传感器的测量腔是进行微粒探测的空间，通过采样泵抽入被测气体经传测量腔内穿过。尘埃粒子计数器的光学系统使光源经透镜、狭缝照射到测量腔中，形成一个体积约几个立方毫米的光敏感区。当空气中的尘埃通过光敏感区时，会散射出一部分光能量，被与入射光成一角度(90度或70度)的集光透镜收集，再投射到光检测器上。

4、光探测器

光探测器是将散射光能量转换为电信号的光电转换器件。尘埃粒子计数器中最常用的光检测器是光电倍增管和光电二极管。

光电倍增管把光电子放大几万倍后转换成几个毫伏到几十毫伏的电信号，具有光谱线性好、响应时间快、暗电流小的优点，缺点是体积大。光电倍增管工作时需加上几百伏特的负高压，仪器中有相应的高压产生电路，在对仪器进行调试或校准时应注意安全。

光电二极管是一种受到光照后能产生电子的半导体元件，具有体积小、外围电路简单的特点，常与检测腔做成一体。

二、采样泵及流量

作用：抽取空气样本，并将其送入传感器内部的检测区域。流量控制系统确保空气样本以恒定速度通过检测区域。

采样泵内置于仪器内部，也是尘埃粒子计数器的核心部件之一，采样泵要求噪音低、振动小、气流稳定、寿命长。尘埃粒子计数器的采样流量一般为2.83L/min或28.3L/min，即0.1cfm(0.1立方英尺每分钟)或1cfm(1立方英尺每分钟)，主要是为了便于进行符合Fed-Std-209E的洁净度的计算。相关标准对尘埃粒子计数器流量误差要求相当高（5%）。现目前市场低端产品会采用国产劣质泵或者用风扇转动采样，不管是流量误差或者产品测量性能上是无法达不到相应要求与标准，这类仪器只能做为摆设，是无法给用户提供有效监测数据的，更不可能作为车间洁净度的判定的。

三、电路系统

电路系统负责协调各个组件的工作状态，包括光源的开启和关闭、检测区域的切换、信号的采集和处理等。它通常由微处理器或单片机实现，具有高度的自动化和智能化水平。此外还包括电源、控制、显示、计算等电路。

另外需要说明的是，每台尘埃粒子计数器的转换灵敏度均不同，在出厂时及以后须定期用标准粒子进行校准，以获得最佳转换灵敏度值。

四、显示与输出系统：

作用：显示测量结果，包括尘埃粒子的数量、大小分布等信息，并可将数据输出至外部设备。

操作：用户可通过显示屏查看实时测量结果和历史数据。在需要时，通过连接外部设备将数据导出或打印。

综上所述，尘埃粒子计数器的各个主要组成部件相互协作，共同完成空气中的尘埃粒子检测任务。在使用仪器时，用户应了解各部件的作用并正确操作，以确保测量结果的准确性和仪器的长期稳定运行。

五、外壳与防护装置

保护传感器免受外界干扰和污染，同时提供必要的接口和连接点。