
日本柴田(SIBATA)的環(huán)境監(jiān)測儀器中,“計數(shù)器"的核心工作原理可以分為兩大類:粒子計數(shù)器對單個顆粒進行計數(shù)和粒徑分級;數(shù)字粉塵儀則將整體散射光強轉(zhuǎn)換為相對濃度(CPM)再估算質(zhì)量濃度。
下面這張表概括了這兩種核心計數(shù)方式的關(guān)鍵區(qū)別,可以幫助你快速了解:
| 特性 | 粒子計數(shù)器 (以804型為代表) | 數(shù)字粉塵儀 (以LD-5R、FLD-1型為代表) |
|---|---|---|
| 核心計數(shù)原理 | 對單個顆粒的散射光脈沖進行計數(shù) | 測量所有顆粒產(chǎn)生的總體散射光強,轉(zhuǎn)換為CPM值 |
| 輸出結(jié)果 | 各粒徑通道的顆粒物數(shù)量(個/立方米) | 質(zhì)量濃度估算值(mg/m3)、累計CPM值 |
| 關(guān)鍵技術(shù) | 高靈敏度單光子檢測、脈沖高度分析 | 光散射法、質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)(K值)校準(zhǔn) |
| 主要應(yīng)用 | 潔凈室、半導(dǎo)體、制藥等高潔凈度環(huán)境 | 工地揚塵、工廠內(nèi)部、環(huán)境空氣質(zhì)量等粉塵濃度監(jiān)測 |
1. 粒子計數(shù)器:直接計數(shù)與粒徑分級
這類儀器(如804型)是真正的“顆粒計數(shù)器"。其工作原理如同為空氣中的顆?!芭恼詹y量":
采樣:內(nèi)置泵以恒定流量(如2.83 L/min)吸入空氣。
傳感:顆粒逐一通過聚焦的激光束,產(chǎn)生散射光脈沖。
計數(shù)與分級:高靈敏度探測器接收脈沖,其強度與顆粒粒徑相關(guān)。電路通過脈沖高度分析技術(shù),將電脈沖按強度大小歸類到對應(yīng)的粒徑通道(如0.3μm、0.5μm等),從而完成對各粒徑顆粒的計數(shù)。
結(jié)果:直接輸出單位體積空氣中各粒徑顆粒的具體數(shù)量。
2. 數(shù)字粉塵儀:相對計數(shù)與質(zhì)量濃度換算
這類儀器(如LD-5R、FLD-1型)是光散射式相對濃度計。其“計數(shù)"是一個間接的換算過程:
采樣與切割:泵以恒定流量(如1.7 L/min)吸入空氣,并通過切割器(如PM2.5旋風(fēng)分離器)篩除大顆粒。
總體散射光測量:含塵氣流整體通過激光束,粉塵群體會產(chǎn)生持續(xù)的散射光信號。探測器接收的是總散射光強,其強度與粉塵的總表面積/質(zhì)量濃度相關(guān)。
信號轉(zhuǎn)換與“計數(shù)":儀器將總光強信號轉(zhuǎn)換為一個稱為 “CPM" 的相對計數(shù)值。1 CPM并不代表1個顆粒,而是代表相當(dāng)于1個標(biāo)準(zhǔn)粉塵顆粒產(chǎn)生的散射光強。
質(zhì)量濃度換算:CPM值需通過質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)(K值) 才能換算為質(zhì)量濃度(mg/m3)。K值需通過儀器與濾膜稱重法(國家標(biāo)準(zhǔn)方法)比對得出,其核心是:質(zhì)量濃度 (mg/m3) = K值 × CPM。
柴田儀器通過多項技術(shù)確保數(shù)據(jù)可靠:
鞘氣保護系統(tǒng):在戶外型(如FLD-1)的光學(xué)檢測腔內(nèi),用潔凈空氣形成“保護氣幕",防止粉塵污染核心光學(xué)鏡頭,確保長期穩(wěn)定運行。
自動校準(zhǔn)與補償:具備BG取消(背景歸零)和SPAN測量(跨度校準(zhǔn))功能,以消除背景干擾和靈敏度漂移。部分型號還配有動態(tài)加熱除濕系統(tǒng),減少濕度對測量的影響。
在實際應(yīng)用中,你應(yīng)該如何選擇這兩種不同類型的“計數(shù)器"呢?
選擇粒子計數(shù)器,當(dāng)你的核心需求是監(jiān)測微觀顆粒的數(shù)量和粒徑分布。這主要應(yīng)用于對懸浮粒子有嚴(yán)格控制的高潔凈環(huán)境,例如潔凈室性能驗證、半導(dǎo)體和精密電子生產(chǎn)線、藥品無菌灌裝區(qū)等。
選擇數(shù)字粉塵儀,當(dāng)你的核心需求是監(jiān)測空氣中粉塵的總質(zhì)量濃度。這主要適用于對粉塵排放和職業(yè)健康有監(jiān)管需求的場所,例如建筑工地揚塵監(jiān)控、礦山隧道內(nèi)的粉塵監(jiān)測、工廠車間內(nèi)的職業(yè)暴露評估等。
總的來說,柴田SIBATA通過不同的物理原理和信號處理路徑,實現(xiàn)了從微觀粒子計數(shù)到宏觀粉塵濃度監(jiān)測的全覆蓋。選擇哪種技術(shù),取決于你需要數(shù)“個數(shù)"還是測“重量"。