Bộ đếm hạt bụi dựa trên công nghệ tán xạ ánh sáng để thực hiện phát hiện chính xác các hạt trong không khí, nguyên tắc cốt lõi của nó là thông qua hiệu ứng tán xạ của các hạt đối với ánh sáng, kết hợp với chuyển đổi quang điện và xử lý tín hiệu, để hoàn thành phân tích lượng tử về số lượng hạt và kích thước hạt. Đây là một phân tích chi tiết về cách nó hoạt động:

1. Hiện tượng tán xạ ánh sáng: tương tác của các hạt nhỏ với ánh sáng

Khi ánh sáng chiếu vào các hạt nhỏ trong không khí (như bụi, khói, v.v.), một phần ánh sáng sẽ đi chệch hướng truyền ban đầu và tán xạ xung quanh để tạo thành ánh sáng tán xạ. Cường độ của ánh sáng tán xạ tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của hạt (tức là bình phương của kích thước hạt): kích thước hạt càng lớn, ánh sáng tán xạ càng mạnh. Ví dụ, cường độ ánh sáng tán xạ của hạt 0,5 μm là 2,78 lần so với hạt 0,3 μm (tỷ lệ diện tích bề mặt là (0,5/0,3) ²≈2,78). Định luật này là cơ sở lý thuyết cho bộ đếm hạt tán xạ ánh sáng.

2. Các thành phần cốt lõi: đường quang và hệ thống chuyển đổi tín hiệu

Nguồn sáng: Thường sử dụng laser (bước sóng 635nm) hoặc đèn iốt vonfram thông thường. Nguồn ánh sáng laser có thể phát hiện các hạt trên 0,1μm do đơn sắc tốt và định hướng mạnh; Nguồn sáng thông thường thích hợp cho các hạt trên 0,3μm.

Đo khoang: Không khí đi qua với một dòng chảy không đổi, chẳng hạn như 28,3L/phút, nơi các hạt được chiếu sáng bởi nguồn sáng và tán xạ ánh sáng.

Máy dò ánh sáng: Một photoduplier hoặc photodiode chuyển đổi ánh sáng tán xạ thành tín hiệu xung điện. Ví dụ, một hạt 0,3μm có thể tạo ra một xung điện 69mV và một hạt 0,5μm có thể tạo ra 531mV.

Bộ xử lý tín hiệu: khuếch đại, sàng lọc xung điện, thống kê số lượng xung (số hạt tương ứng) và biên độ (kích thước hạt tương ứng).

3. Quy trình làm việc: Từ xung ánh sáng đến đầu ra dữ liệu

Lấy mẫu: Máy bơm chân không hút không khí và đảm bảo phân phối hạt đồng đều thông qua đầu lấy mẫu đẳng động năng.

Tán xạ ánh sáng: Các hạt nhỏ tán xạ laser trong khoang đo, tạo thành tín hiệu xung ánh sáng.

Chuyển đổi quang điện: Máy dò quang chuyển đổi xung ánh sáng thành xung điện.

Xử lý tín hiệu: khuếch đại đường dây điện tử, sàng lọc xung điện, phân biệt các hạt có kích thước hạt khác nhau (chẳng hạn như 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm, v.v.).

Hiển thị dữ liệu: Hệ thống đếm đếm số xung ở mỗi kênh kích thước hạt, tính toán nồng độ hạt trong không khí trên một đơn vị thể tích và hiển thị kết quả.

4. Lợi thế kỹ thuật và kịch bản ứng dụng

Độ nhạy cao: có thể phát hiện các hạt cấp 0,1μm, đáp ứng nhu cầu giám sát của phòng sạch như ISOClass5.

Thời gian thực: Việc lấy mẫu được thực hiện đồng bộ với phân tích dữ liệu và phù hợp để giám sát môi trường động.

Ứng dụng đa cảnh:

Công nghiệp dược phẩm: Giám sát các xưởng GMP để ngăn chặn các chất mang vi sinh vật (≥0,5μm hạt) gây ô nhiễm thuốc.

Sản xuất điện tử: phát hiện bụi cấp nano trong xưởng bán dẫn, đảm bảo tỷ lệ tốt của các thành phần.

Giám sát môi trường: Đánh giá chất lượng không khí trong nhà (ví dụ: nồng độ PM2.5, PM10).

5. Thông số chính và chỉ số hiệu suất

Độ phân giải kích thước hạt: thường được chia thành 6 bánh răng (0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm, 3,0 μm, 5,0 μm, 10,0 μm), độ phân giải càng cao, khả năng phân biệt các hạt nhỏ càng mạnh.

Độ ổn định dòng chảy: Độ lệch dòng chảy lấy mẫu cần ≤ ± 5%, nếu không sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của tính toán nồng độ.

Hiệu quả đếm: Lý tưởng nhất là gần 100%, nhưng thực tế bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như hệ thống quang học, tiếng ồn điện, v.v., thường cần hiệu chuẩn định kỳ.

6. Điểm hiệu chuẩn và bảo trì

Hiệu chuẩn quang học: Xác minh tính đồng nhất của bước sóng và cường độ ánh sáng bằng cách sử dụng các hạt tiêu chuẩn như quả bóng polystyrene latex.

Hiệu chuẩn lưu lượng: Kiểm tra lưu lượng mẫu bằng đồng hồ đo lưu lượng để đảm bảo không đổi.

Kiểm soát môi trường: Tránh nồng độ cao hoặc khí ăn mòn, ngăn ngừa ô nhiễm đường dẫn ánh sáng và các thiết bị đường dẫn khí.

Tự làm sạch định kỳ: Cần 20 phút trước khi thiết bị khởi động để loại bỏ các hạt còn lại và giảm tiếng ồn nền.