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          塵埃粒子計(jì)數(shù)器校準(zhǔn)方法的研究

          閱讀:933        發(fā)布時(shí)間:2016-11-7

          1光散射式塵埃粒子計(jì)數(shù)器c以下簡(jiǎn)稱儀器 光散射式塵埃粒子計(jì)數(shù)器(以下簡(jiǎn)稱儀器)是利用光的散射原理對(duì)空氣中的塵埃粒子數(shù)日和粒徑進(jìn)行計(jì)量,其原理如下:來自光源的光線被透鏡組聚焦于測(cè)量區(qū) 域,儀器通過采樣器使采樣空氣通過該區(qū)域。當(dāng)一個(gè)微粒通過時(shí),便把入射光散射一次,產(chǎn)生一個(gè)光脈沖信號(hào),該信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào).經(jīng)過放 大、甄別,揀出需要的信號(hào),再通過計(jì)數(shù)系統(tǒng)顯示出來,電脈沖信號(hào)的高度反映微粒的大小,信號(hào)的數(shù)量反映微粒的個(gè)數(shù)。由此可以看出.采樣是整個(gè)流程中一個(gè)較 重要的環(huán)節(jié),采樣流量的大小直接影響儀器計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確,因此.必須對(duì)儀器的采樣流量進(jìn)行計(jì)量,而規(guī)程中卻未反映出來,采樣流量的校準(zhǔn)可按(圖1)進(jìn)行,通過 調(diào)節(jié)儀器的流量旋鈕,調(diào)節(jié)流量的大小,使之達(dá)到儀器規(guī)定的采樣流量值,同時(shí)讀取標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的讀數(shù),兩者之間的相對(duì)誤差即為儀器上流量計(jì)的采樣流量誤差(采 樣誤差應(yīng)≤5%,標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的準(zhǔn)確度應(yīng)為I.5%或更高)。 2在規(guī)程中,儀器的測(cè)量準(zhǔn)確度是通過多分散粒子來實(shí)現(xiàn)的 將混有多分散粒子的標(biāo)準(zhǔn)溶液加入到氣溶膠發(fā)生器中,噴霧后產(chǎn)生的采樣氣體通過采樣口進(jìn)入儀器,儀器顯示出各粒徑檔粒子的計(jì)數(shù)值,校準(zhǔn)人員根據(jù)某一檔計(jì)數(shù) 值減去下一檔粒子數(shù)除以總粒子數(shù)計(jì)算出該粒徑檔粒子的濃度,再與多分散粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液粒徑檔粒子的標(biāo)準(zhǔn)濃度相比較,計(jì)算出兩者之間的相對(duì)誤差即作為該儀器在 這一粒徑檔的測(cè)量準(zhǔn)確度。這個(gè)測(cè)量準(zhǔn)確度實(shí)際上反映了多分散粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液中各粒徑檔粒子之間的比例的誤差,即儀器不管各粒徑檔的計(jì)數(shù)為多少只要它們之間的 比例與標(biāo)準(zhǔn)溶液中各粒徑檔粒子之間的比例保持一致,則儀器的測(cè)量準(zhǔn)確度就得到了保證,實(shí)際上這是規(guī)程中的一個(gè)缺陷。我們?cè)趨⒖剂?國外的資料并進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)之后,認(rèn)為有必要在校準(zhǔn)過程中引入計(jì)數(shù)效率這一概念。所謂計(jì)數(shù)效率,即為儀器顯示的粒子數(shù)與從儀器進(jìn)氣口采樣空氣中得到的標(biāo) 準(zhǔn)粒子數(shù)的比值。計(jì)數(shù)效率的校準(zhǔn)如圖2所示,將小可測(cè)粒徑<0.2um的儀器歸為A類,≥0.2um的歸為B類。A類計(jì)數(shù)器稱為凝結(jié)核計(jì)數(shù)器或具 有不低于同等性能的類似計(jì)數(shù)器,以A類計(jì)數(shù)器為標(biāo)準(zhǔn)即可得到B類計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)效率,計(jì)數(shù)效率具體指標(biāo):儀器對(duì)于小可測(cè)粒徑下計(jì)數(shù)效率應(yīng)在30%-70% 范圍內(nèi),1.5倍2倍小可測(cè)粒徑下計(jì)數(shù)效率應(yīng)在90%-110%范圍內(nèi),只有引入計(jì)數(shù)效率,儀器的計(jì)數(shù)準(zhǔn)確才能得到保證。影響儀器的計(jì)數(shù)效率的因素較多,除了本文中提及的采樣流量外,由儀器本身性能的差異亦同樣會(huì)引起計(jì)數(shù)效率的高低,其主要方面有:(1)儀器中的光源。目前塵埃粒子計(jì)數(shù)器中采用的光源主要有兩種:激光和鹵鎢燈。而激光又分為半導(dǎo)體激光器和氦氖激光器。前者由于體積小,功耗低,目前 許多儀器都采用半導(dǎo)體激光器,但由于其采用全封閉結(jié)構(gòu)形式,所以當(dāng)激光器損壞時(shí),從外部很難觀察到.而氦氖激光器雖然從外部可以觀察到其是否損壞,但由于 其體積大,又需要較長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)間,所以目前較少采用。不管是半導(dǎo)體激光器還是氦氖激光器,當(dāng)其損壞時(shí),一般不是不發(fā)光,而是其發(fā)光的模式發(fā)生改變,從而大 大降低了計(jì)數(shù)效率。而采用鹵鎢燈作為光源的儀器,其發(fā)光強(qiáng)度更是難以得到持續(xù)的穩(wěn)定,這樣就更會(huì)引起計(jì)數(shù)效率的波動(dòng)。(2)儀器中接收信號(hào)所用的的光敏器件,放大電路一般均采用半導(dǎo)體器件。由于半導(dǎo)體的溫度特性較差,如果儀器的電路中缺少溫度補(bǔ)償環(huán)節(jié),則由于溫度的變化同樣會(huì)引起計(jì)數(shù)效率的波動(dòng)。(3)有些儀器的性能達(dá)不到規(guī)定的指標(biāo),即其信噪比不能達(dá)到儀器的要求時(shí),少數(shù)儀器生產(chǎn)廠家靠降低計(jì)數(shù)效率來實(shí)現(xiàn)其指標(biāo),如自凈時(shí)間,集中度等。這些情 況正如本文表中所列,從單臺(tái)儀器分析,都滿足要求,但就其中某些儀器面言,則其測(cè)試靈敏度顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足測(cè)試性能要求的。(4)儀器中采樣氣體所用的泵,在使用一段時(shí)間后,效率降低,采樣流量減少,這樣勢(shì)必會(huì)影響計(jì)數(shù)效率。目前不少儀器均無采樣流量的指示及調(diào)節(jié),這樣就很難保證采樣流量的準(zhǔn)確。 3小結(jié) 綜上所述,我們認(rèn)為在校準(zhǔn)過程中必須引入采樣流量的校準(zhǔn)及計(jì)數(shù)效率的校準(zhǔn),這樣才能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確,可靠及量值的統(tǒng)一,才能更好地為企業(yè)提供校準(zhǔn)服務(wù)。同時(shí)對(duì)生產(chǎn)廠家才能進(jìn)行有效地監(jiān)督。提高國內(nèi)儀器的質(zhì)量,保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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