Bộ đếm hạt bụi laser cầm tay được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực phát hiện độ sạch do tính di động và khả năng giám sát thời gian thực của nó, nhưng thường có trường hợp các phép đo không phù hợp với mong đợi trong sử dụng thực tế. Lỗi này không phải là kết quả của một yếu tố duy nhất, mà là kết quả của sự kết hợp của các đặc tính của thiết bị, nhiễu môi trường, đặc tả hoạt động và độ phức tạp của đối tượng được đo. Dưới đây là các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác của việc xác định và cơ chế hoạt động của chúng:

I. Những hạn chế vốn có của hệ thống quang học đếm hạt bụi laser cầm tay

1. Tính toán sai kích thước hạt do phụ thuộc góc tán xạ

Theo lý thuyết tán xạ Mie, các hạt có đường kính khác nhau có mối quan hệ phi tuyến tính với cường độ tán xạ của laser và bị ảnh hưởng đáng kể bởi bước sóng ánh sáng tới và chỉ số khúc xạ hạt. Khi các hạt không hình cầu, chẳng hạn như chất gây ô nhiễm sợi, có mặt trong mẫu, các mô hình giả định hình cầu truyền thống tạo ra lỗi hệ thống, được thể hiện bằng sự phân bố kích thước hạt thực tế so với kết quả hiển thị. Ví dụ, các tinh thể silicat flake có thể kích hoạt tính sai trên nhiều kênh.

2. Mất tín hiệu do hiệu ứng cạnh

Các kênh điều khiển dòng chảy vi mô của cấu trúc bể lưu lượng có đặc điểm phân bố dòng chảy tầng, và các hạt vùng tốc độ thấp gần bề mặt tường không thể vào khu vực phát hiện. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi dòng chảy thấp hơn giá trị tới hạn, lực cắt không đủ của mặt tường dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ lắng đọng hạt có đường kính>5 μm, dẫn đến số lượng hạt lớn thấp hơn. Hiệu chỉnh đường cong tốc độ dòng chảy thường xuyên có thể cải thiện hiện tượng này.

3. chồng chéo phổ trong pha đa phân tán

Sự can thiệp chéo có thể xảy ra với phổ tán xạ hỗn hợp được tạo ra bởi sự pha trộn của nhiều chất. Sương mù bột lactose phổ biến trong các cửa hàng dược phẩm tạo ra biên độ tín hiệu tương tự ở cùng góc tán xạ với các giọt dầu bôi trơn, dẫn đến sai sót trong việc xác định thành phần. Việc sử dụng một nguồn laser đa bước sóng giúp phân biệt các hạt có thành phần hóa học khác nhau.

II. Các khiếm khuyết trong thiết kế thủy động lực học của bộ đếm hạt bụi laser cầm tay

1. Ổn định lấy mẫu nhiễu điện trường tự phát

Sự hỗn loạn được tạo ra bởi quạt bên trong thiết bị có thể làm thay đổi sự phân bố điện tích tự nhiên trong không khí và sự lắng đọng không đồng đều của các hạt tích điện dưới lực Coulomb. Thí nghiệm cho thấy, khi độ ẩm tương đối vượt quá 60%, hiệu ứng tĩnh điện có thể làm cho biên độ biến động đếm PM2.5 tăng lên, cần cấu hình thiết bị khử tĩnh để đọc ổn định.

2. Sự phân tầng nồng độ do tác động quán tính

Các hạt có mật độ khác biệt đáng kể trong quá trình hút nhanh cho thấy sự phân bố gradient, với các hạt kim loại nặng hơn có xu hướng lắng xuống đáy ống, trong khi các sợi polymer nhẹ tích tụ ở trung tâm luồng không khí hàng đầu. Hiệu ứng phân tầng dẫn đến sự chênh lệch nồng độ tức thời lên tới hơn 3 lần tại các điểm có độ cao khác nhau trong cùng một không gian.

3. Ô nhiễm chéo gây ra bởi hiệu ứng bộ nhớ

Các hạt còn lại sau khi đo nồng độ cao trước đó từ từ được giải phóng để tạo thành giá trị nền giả. Khi kiểm tra liên tục các khu vực có mức độ sạch khác nhau, dư lượng dữ liệu lịch sử có thể dẫn đến các chỉ số môi trường bụi thấp tiếp theo cao hơn nếu các quy trình làm sạch không đầy đủ không được thực hiện. Nên làm sạch sâu bằng cách sử dụng làm sạch nitơ.

III. Hiệu ứng ghép nối động của các thông số môi trường của bộ đếm hạt bụi laser cầm tay

1. Hiệu ứng tổng hợp nhiệt độ và độ ẩm thay đổi độ nhớt không khí

Phương trình trạng thái khí lý tưởng bị hỏng ở đây, với độ nhớt khí động học giảm trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm cao làm tăng chuyển động Brown của hạt và vận tốc lắng cuối được tính toán theo định luật Stokes tạo ra độ lệch. Hệ số hiệu chỉnh trượt Cunningham đã sửa đổi cần được kết hợp vào mô-đun bù thuật toán.

2. Biến động áp suất không khí xoắn đường cong đánh dấu dòng chảy

Áp suất khí quyển giảm khoảng 1 kPa cho mỗi 100 mét tăng độ cao, trực tiếp dẫn đến chỉ số lưu lượng thể tích nhỏ hơn của đồng hồ đo lưu lượng khối. Nếu áp suất không được bù đắp khi sử dụng ở vùng cao nguyên, lượng mẫu thực tế có thể thấp hơn 20% so với giá trị thiết lập, khiến số lượng hạt trên một đơn vị thể tích bị đánh giá thấp.

3. Tiếng ồn rung giới thiệu cơ sở tiếng ồn điện tử

Rung động cơ học được tạo ra bởi hoạt động cầm tay được truyền đến máy dò quang điện, tạo thành dòng nhiễu tần số cụ thể. Công nghệ khuếch đại pha khóa có thể trích xuất hiệu quả các tín hiệu thực yếu và ức chế nhiễu xuyên âm của tần số công suất và các thành phần hài hòa của nó.

IV. Các biến không thể kiểm soát được của bộ đếm hạt bụi laser cầm tay do con người vận hành

1. Nguyên tắc lấy mẫu bằng nhau không được thực hiện đúng chỗ

Một đột biến gradient áp suất được tạo ra khi cổng lấy mẫu hướng về luồng không khí, và lấy mẫu ngược là do thiếu áp suất âm. Tiêu chuẩn ISO quy định rằng trục của đầu lấy mẫu phải được giữ ở góc 45 ° so với mặt phẳng ngang và đảm bảo rằng số Reynolds đầu vào nằm trong vùng dòng chảy tầng để đảm bảo hiệu quả thu thập đẳng hướng.

2. Lựa chọn khẩu độ màng lọc trước sai

Bộ lọc phía trước được thiết lập để bảo vệ cảm biến, nếu khẩu độ quá nhỏ, sẽ chặn các hạt có kích thước hạt lớn được tính vào; Khẩu độ quá lớn cũng có thể gây tắc nghẽn cảm biến. Lựa chọn kết hợp lọc trước phân loại phù hợp với các điểm cắt là chìa khóa, chẳng hạn như màng lọc trước 10μm nên được chọn cho môi trường ISO Class 5.

3. Thiếu truy xuất nguồn hiệu chuẩn

Việc đánh dấu bằng chất lỏng hạt tiêu chuẩn tự chế thay cho bình xịt tiêu chuẩn RM8190 được NIST chứng nhận có thể dẫn đến độ lệch chuẩn tham chiếu do sự khác biệt về tính dễ bay hơi và đặc tính ngưng tụ. Giấy chứng nhận hiệu chuẩn do Viện đo lường bên thứ ba cấp mới là căn cứ pháp lý để kết quả có hiệu lực.