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塵埃粒子計數器校準方法的研究
1光散射式塵埃粒子計數器c以下簡稱儀器 光散射式塵埃粒子計數器(以下簡稱儀器)是利用光的散射原理對空氣中的塵埃粒子數日和粒徑進行計量，其原理如下：來自光源的光線被透鏡組聚焦于測量區 域，儀器通過采樣器使采樣空氣通過該區域。當一個微粒通過時，便把入射光散射一次，產生一個光脈沖信號，該信號經光電轉換器件轉換為電脈沖信號．經過放 大、甄別，揀出需要的信號，再通過計數系統顯示出來，電脈沖信號的高度反映微粒的大小，信號的數量反映微粒的個數。由此可以看出．采樣是整個流程中一個較 重要的環節，采樣流量的大小直接影響儀器計數的準確，因此．必須對儀器的采樣流量進行計量，而規程中卻未反映出來，采樣流量的校準可按(圖1)進行，通過 調節儀器的流量旋鈕，調節流量的大小，使之達到儀器規定的采樣流量值，同時讀取標準流量計的讀數，兩者之間的相對誤差即為儀器上流量計的采樣流量誤差(采 樣誤差應≤5％，標準流量計的準確度應為I．5％或更高)。 2在規程中，儀器的測量準確度是通過多分散粒子來實現的 將混有多分散粒子的標準溶液加入到氣溶膠發生器中，噴霧后產生的采樣氣體通過采樣口進入儀器，儀器顯示出各粒徑檔粒子的計數值，校準人員根據某一檔計數 值減去下一檔粒子數除以總粒子數計算出該粒徑檔粒子的濃度，再與多分散粒子標準溶液粒徑檔粒子的標準濃度相比較，計算出兩者之間的相對誤差即作為該儀器在 這一粒徑檔的測量準確度。這個測量準確度實際上反映了多分散粒子標準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數為多少只要它們之間的 比例與標準溶液中各粒徑檔粒子之間的比例保持一致，則儀器的測量準確度就得到了保證，實際上這是規程中的一個缺陷。我們在參考了 國外的資料并進行了大量的實驗之后，認為有必要在校準過程中引入計數效率這一概念。所謂計數效率，即為儀器顯示的粒子數與從儀器進氣口采樣空氣中得到的標 準粒子數的比值。計數效率的校準如圖2所示，將小可測粒徑<0．2um的儀器歸為A類，≥0．2um的歸為B類。A類計數器稱為凝結核計數器或具 有不低于同等性能的類似計數器，以A類計數器為標準即可得到B類計數器的計數效率，計數效率具體指標：儀器對于小可測粒徑下計數效率應在30％-70％ 范圍內，1．5倍2倍小可測粒徑下計數效率應在90％-110％范圍內，只有引入計數效率，儀器的計數準確才能得到保證。影響儀器的計數效率的因素較多，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引起計數效率的高低，其主要方面有：(1)儀器中的光源。目前塵埃粒子計數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體激光器，但由于其采用全封閉結構形式，所以當激光器損壞時，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，又需要較長的穩定時間，所以目前較少采用。不管是半導體激光器還是氦氖激光器，當其損壞時，一般不是不發光，而是其發光的模式發生改變，從而大 大降低了計數效率。而采用鹵鎢燈作為光源的儀器，其發光強度更是難以得到持續的穩定，這樣就更會引起計數效率的波動。(2)儀器中接收信號所用的的光敏器件，放大電路一般均采用半導體器件。由于半導體的溫度特性較差，如果儀器的電路中缺少溫度補償環節，則由于溫度的變化同樣會引起計數效率的波動。(3)有些儀器的性能達不到規定的指標，即其信噪比不能達到儀器的要求時，少數儀器生產廠家靠降低計數效率來實現其指標，如自凈時間，集中度等。這些情 況正如本文表中所列，從單臺儀器分析，都滿足要求，但就其中某些儀器面言，則其測試靈敏度顯然是遠遠不能滿足測試性能要求的。(4)儀器中采樣氣體所用的泵，在使用一段時間后，效率降低，采樣流量減少，這樣勢必會影響計數效率。目前不少儀器均無采樣流量的指示及調節，這樣就很難保證采樣流量的準確。 3小結 綜上所述，我們認為在校準過程中必須引入采樣流量的校準及計數效率的校準，這樣才能保證數據的準確，可靠及量值的統一，才能更好地為企業提供校準服務。同時對生產廠家才能進行有效地監督。提高國內儀器的質量，保證生產的順利進行，促進社會經濟的發展。