光散射是粒子计数器技术的物理基石,其具体模式取决于粒子尺寸与入射光波长的比值。对于尺寸远小于光波长(例如小于0.1微米)的粒子,主要发生瑞利散射,其散射光强度与粒子直径的六次方成正比,与光波长的四次方成反比,因此检测微小粒子的难度极大。对于尺寸与光波长相当(0.1微米至1微米)的粒子,米氏散射理论占据主导,其散射模式更为复杂,与粒子的折射率、形状和表面特性密切相关。而对于远大于光波长的粒子,则遵循几何光学散射定律。现代高性能粒子计数器通过采用短波长(如氦氖激光器的632.8纳米或半导体激光器的更低波长)、高功率的激光源以及优化光学腔体的设计,来增强对小粒子的散射信号,提高信噪比。同时,通过精确控制采样气流和照明区域,确保粒子逐个通过,避免重合误差,即两个或多个粒子同时通过敏感区而被误判为一个较大粒子。当空气样本被吸入仪器,会通过一个被光照亮的敏感区域。中国香港六通道粒子计数器厂家

对于纳米尺度的颗粒物(通常指小于0.1微米的颗粒),传统的光散射计数器由于信号太弱而难以有效检测。冷凝粒子计数器正是为解决这一难题而设计的。CPC并不直接检测颗粒的散射光,而是通过一个巧妙的物理过程来“放大”颗粒。首先,采样气流中的颗粒通过一个充满工作液(如酒精)饱和蒸汽的腔室,蒸汽会以这些颗粒为凝结核,发生过饱和冷凝,从而在每个纳米颗粒上形成一个微小的液滴。这些液滴在后续的光学检测区内迅速生长到微米级别,此时它们就能产生足够强的光散射信号,被标准的光电探测器轻松计数。CPC能够检测到低至2-3纳米的颗粒,并且计数效率非常高,几乎达到100%。它广泛应用于大气气溶胶研究、发动机排放测试、半导体工艺中分子污染的监测以及过滤材料效率的评估。中国香港六通道粒子计数器厂家赛纳威粒子计数器助力机载航电舱洁净度维护。

误报是指仪器将非颗粒物信号(如电子噪声、背景光干扰)错误地计为颗粒。高质量的粒子计数器通过精密的电路设计和信号处理算法来比较大限度地抑制误报。重合误差则发生在高浓度采样时,当两个或多个颗粒同时或几乎同时通过光敏区,它们可能被仪器识别为一个更大的颗粒,从而导致浓度读数偏低且粒径分布失真。为了减少重合误差,仪器制造商规定了最大允许浓度,并在设计时会控制采样流量和光敏区体积。对于高浓度环境,通常需要进行样品气体稀释,以确保测量结果的准确性。
近年来,出现了基于激光散射原理的开源或低成本颗粒物传感器(如Plantower PMS系列、Sensirion SPS系列)。它们被更广用于消费级的空气净化器、公众科学项目和更广的环境感知网络。虽然其在精度、稳定性和长期可靠性上无法与专业粒子计数器相提并论,但它们极大地降低了环境监测的门槛,提供了有价值的空间高分辨率数据和趋势信息。在博物馆、档案馆和艺术画廊,粒子计数器用于监测展厅和库房空气中的颗粒物水平。灰尘和污染物颗粒会沉降在艺术品表面,导致物理磨损、化学腐蚀或美学破坏。监测数据用于评估HVAC系统的过滤效果,确定比较好的清洁周期,并为珍贵文物的展示和存储环境设定保护性标准。它们可以根据其能检测的粒子尺寸通道数量进行分类。

认识到粒子计数器的局限性与了解其功能同样重要。它通常无法区分颗粒的化学性质——一个盐粒和一个铅粒在尺寸相同时可能显示相同的读数。它也无法提供关于颗粒形状或质量的直接信息。因此,在解释数据时,必须结合采样环境和其他分析手段,避免得出片面或错误的结论。早期的粒子计数器操作复杂,需要专业培训。现代仪器则越来越注重用户体验,配备了大尺寸触摸屏、直观的图形化界面、多语言支持和一键式操作功能。这使得非专业人员也能快速上手,进行基本的测量任务,极大地拓宽了仪器的应用范围。粒子计数器的发展趋势是更小、更智能、更易于联网。湖南洁净车间粒子计数器在线监测
脉冲的幅度与粒子的大小大致成正比。中国香港六通道粒子计数器厂家
在诸如COVID-19等全球性公共卫生事件中,粒子计数器的作用凸显。虽然它不能直接检测病毒,但可以高效监测可能携带病毒的气溶胶浓度。通过评估医疗机构、公共交通工具、学校等密闭空间的空气动力学浓度,可以间接评估病毒气溶胶的传播风险,并验证各种通风、过滤和消毒措施的有效性,为制定科学的防控策略提供了重要依据。在能源与环境领域,粒子计数器是研究燃烧过程、大气气溶胶和气候变化的主要工具。科学家利用它来测量发电厂、工业锅炉和汽车发动机排放的颗粒物,评估其对空气质量的影响和污染控制设备的性能。在大气研究中,通过监测不同高度和地域的气溶胶浓度与粒径分布,可以深入理解云凝结核的形成、气溶胶-辐射相互作用等关键气候过程。中国香港六通道粒子计数器厂家