粒子計數器的基本原理
wenfeng丨2年前丨工業新聞丨674丨
粒子計數器就是這樣做的:他們計數粒子。它們用於潔凈室,以計數和大小空氣中的顆粒,使潔凈室能夠保持適當的工作性能,並滿足關鍵的認證標準。粒子計數器的基本原理相對簡單。你需要知道它們是如何以及為什麼起作用的。如果你對這些基礎知識有了基本的了解,你就能更好地理解粒子計數器。
我們的粒子計數器檢測到一些微小的粒子。它們是如此之小,探測它們的唯一方法是通過高精度激光,但我們馬上就會講到。
舉個例子,下面是一些常見粒子的大小:
人類頭發的平均長度:100微米
鹽粒:60微米
花粉:15微米
細菌:5微米
病毒:0.1微米
COVID-19病毒:0.06至0.14微米
ISO 14644-1:2015將小於0.1微米的顆粒定義為超細顆粒,大於5微米的顆粒定義為大顆粒。
但是先進的技藝,比如攝影技藝,正驅使我們去探測更小的粒子,比如納米級的粒子。所以我們每天都在研究探測這些粒子的技藝。
了解潔凈室中顆粒的大小對於生产和認證都是至關重要的。潔凈室認證要求顆粒濃度低於樣品體積的可接受限值,該限值基於潔凈室的等級,所測試的顆粒大小,以及基於HEPA過濾器數量、過濾器類型和每小時換氣次數的潔凈室操作。
我們使用光散射來檢測和大小粒子。但這並不是一門完美的科學。也就是說,這是迄今為止我們持有的最好的技藝。因此,當你決定從哪裏獲得粒子計數器或在哪裏供應效勞時,請確保他們是製定工業標準和最佳實踐的人。
粒子計數器內部裝有激光傳感器塊,用於處理粒子。該塊包含以下元素:
激光二極管樣品入口樣品排氣樣品視圖體積(顆粒通過激光和散射光的區域)傳感器腔&光學光探測器這些組件允許顆粒計數器通過傳感器塊移動空氣,並通過光散射檢測顆粒的大小。
現在我們知道並理解了粒子計數器內部的樣子,我們可以認識到空氣是如何進入粒子計數器進行評估的。這是理解粒子計數器基本原理的關鍵。
通過使用泵,产生真空,從粒子計數器外部吸入空氣。真空通過激光二極管將空氣從入口吸出,然後通過排氣口排出。
當空氣通過入口時,它被壓縮,這樣我們就能得到最準確的光散射讀數。
當它通過二極管時,它反射光,造成光散射。粒子越大,反射的光就越多。
這就是光電探測器發揮作用的地方。
光電探測器將光能轉換成電壓信號。這樣,我們就可以量化粒子的物理大小,並給出粒子數!這些是粒子計數器工作的基本原理。
把空氣想象成半桶滿的水。
你知道水桶裏有半加侖水。
當你把一個保齡球放入水中時,水位會上升到桶的四分之三。你知道桶裏的水不比以前多,但現在看起來桶裏有3 / 4加侖的水——因為水的體積被排開了。
使用高中物理中可靠的公式,你可以計算出排出那體積水的物體的體積。
同樣的原理也適用於光散射:我們可以通過光的位移量來判斷粒子的大小。
如果一切工作正常,你不應該在你的潔凈室裏看到很多顆粒。但他們確實會進去!如何?
人員是潔凈室中汙染物的最大來源,占所發現顆粒的75%至80%。我們不斷地脫落皮膚、毛發和微生物——即使是坐着的時候。
我們每分鐘脫落大約4萬個皮膚細胞。
即使我們靜止不動,我們也會产生大約10萬個0.3微米或更大的顆粒。
當我們移動時,這個數字會增加到500多萬。
(如果不嚴格遵守指導方針,就會有很多潛在的汙染。)
我們的長袍甚至有汙染,所以消毒長袍的規程很重要。通常情況下,人們穿着不合適,手腕周圍的皮膚暴露在外。在潔凈室中,這是一個巨大的風險,因為細菌和活粒子可能會被引入環境中。
當你在潔凈室時,你移動和暴露自己的方式也非常重要。顆粒甚至可以穿透長袍,所以它們不能保證能保護潔凈室不受人體汙染物的影響。
如果FDA或外部審核員進入你們的潔凈室,他們要做的第一件事就是檢查你們的人員以及他們與潔凈室互動的方式。
那麼粒子還來自哪裏呢?
它們可以來自製造設備及其移動部件。清潔工具會产生或攜帶顆粒。原材料和产品可以製造碎片(想象一下玻璃瓶破裂和由此产生的汙染)。技藝總是有局限性和需要註意的關鍵因素。以下是需要在粒子計數器中監控和維持的一些指標,以確保它們正常工作。
與所有技藝一樣,它也有已知的局限性。在粒子計數器中,這是濃度極限。
如果計數的粒子太多,那麼傳感器區分一個粒子和多個粒子的能力就會降低。這意味着它可以將多個粒子視為一個更大的粒子。
為什麼這很重要?你想準確地知道潔凈室中粒子的大小。這對生产很重要,對認證也很重要。
但是,在潔凈室中,如果顆粒被排除在潔凈室之外,濃度應該保持在較低的水平。如果一切工作正常,你根本不應該看到很多粒子。
這是空氣或氣體通過粒子計數器的體積,每次一個單位。這是由真空使空氣通過激光器決定的。
如果流速太快,粒子就會反射較少的光。這將導致粒子被計算為小粒子,而實際上它更大。
反之亦然:如果流速太慢,粒子在激光中停留的時間越長,反射的光就越多。這將導致一個大粒子被記錄下來,而實際上它並不存在。
根據您的潔凈室的大小和您需要測試的區域的多少,您可以為您的潔凈室選擇許多選項。但我們總是建議采用製定工業標準的最佳實踐和技藝,比如我們的實時粒子監測系統。
如果出現問題,這些系統將立即通告您,從而減少汙染並快速響應。它們的策劃是為了防止在生产過程中产量下降,並優化您的潔凈室。
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圖片來源:視覺資本家
發布者:愛電競愛生活