[發明專利]塵埃粒子計數器及其使用方法

在審

• 申請號: 200710190115.1
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101162195A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 鄒麗新;黃惠杰;孫民
• 申請（專利權）人: 蘇州華達儀器設備有限公司
• 主分類號: G01N15/12
• 分類號: G01N15/12;G01N21/51
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種測量潔凈環境中單位體積空氣內所含塵埃粒子數的測試儀器及其使用方法。

背景技術

塵埃粒子計數器的主要部件為一個光學傳感器，其以塵埃粒子在光束中產生的光散射現象為原理，通過測量塵埃粒子產生的散射光強度而推知粒子的尺寸和空氣中所含的塵埃粒子的質量濃度。

在先技術中，塵埃粒子計數器的光學傳感器所采用的技術方案，可參見蘇州凈化設備廠吳俊民等人在1994年10月28日申請的發明專利“塵埃粒子計數器的光學傳感器”(專利號為ZL94239551.4)。測量塵埃粒子的光學傳感器通常由照明系統、散射光收集系統、光電轉換器、氣路系統組成，其中的照明系統、散射光收集系統和氣路系統的軸線相交于光敏感區中心點。工作時，氣路系統將被測空氣吸入光學傳感器中的光敏感區，其中的塵埃粒子在光束照明下產生與粒子尺寸成比例的散射光信號，散射光信號被散射光收集系統接收后入射于光電轉換器上，光電轉換器輸出與散射光強度成正比的電信號，后續信號處理系統根據此電信號的幅度給出粒子尺寸和空氣中塵埃粒子的質量濃度。由于塵埃粒子的散射光信號是及其微弱的，所以不允許雜光進入光電轉換器，否則測量結果將是不可信的。

在先技術中，為了獲得體積盡量小的光學傳感器，通常把光學傳感器的結構設計得十分簡單，在照明系統與散射光收集系統中省去了必要的消除雜光的機構，使光電轉換器接收到的雜光成分多，導致散射光信號的信噪比低；以及簡單的氣路系統會導致計數器本身的自凈性能的降低。

發明內容

本發明的目的在于克服上述在先技術的缺點，提供一種功能多，測試精度高，速度快，操作方便的塵埃粒子計數器。

本發明的目的通過以下技術解決方案來實現：

一種塵埃粒子計數器，包括有殼體及設置在殼體內部的光學傳感器和前置放大器，所述的光學傳感器包括照明系統、散射光收集系統、光電轉換器和氣路系統，所述的照明系統、散射光收集系統和氣路系統的軸線相交于光敏感區中心點，且兩兩垂直；在所述的照明系統中，沿半導體激光器組件發出的平行激光束前進方向上依次設置有聚焦透鏡、光敏感區和光陷阱；所述的氣路系統包括進氣管、光敏感區和出氣管；所述的散射光收集系統為單一孔徑的球面反射鏡，光敏感區和光電轉換器光敏面的位置分別位于球面反射鏡球心附近兩側的共軛面處，氣路系統包括氣溶膠入口、氣溶膠出口、光散射腔、氣泵和空氣過濾器，所述的空氣過濾器包括相互固定連接的過濾器座和過濾器蓋，以及設置其內部的過濾膜和壓圈，壓圈上排列設置有若干個小孔，使氣流能均勻地通過過濾膜。

所述的散射光收集系統也可以由依次設置的旋轉凹面反射鏡、光敏感區、光闌、中繼透鏡組組成，所述的光敏感區與光闌分別位于旋轉凹面反射鏡的兩個共軛位置處，所述的中繼透鏡組設置在光闌和光電轉換器之間，光闌與光電轉換器敏感面分別位于中繼透鏡組的兩個共軛位置處。

所述的光陷阱為雙錐形結構，沿激光束前進方向上依次為入口、中部和底部，其尺寸先從大變到小，再從小變到大。

所述的半導體激光器組件的波長為780nm。

所述的光電轉換器是光電二極管。

所述的前置放大器采用寬帶型對數放大電路，其帶寬與散射光脈沖的頻譜寬度相一致。

該塵埃粒子計數器的供電系統的設計采用交直流兩用的形式。

所述的供電系統還包括一個電池保護電路。

所述的塵埃粒子計數器的使用方法，包括以下步驟：

(1)準備與測量

經預熱后，在準備狀態下按測量鍵，儀器即開始一個檢測周期，此時測量指示燈和程序指示燈亮，氣泵開始工作，此時，可觀察后面板上的采樣流量顯示，若流量正常，即可測量；若流量高于或低于2.83L，則可用小起子通過流量調節將流量調至2.83L，當多功能顯示屏上原來的“READY”字樣消失，所顯示的數據為“0”，若原來顯示時間，則保持不變，直到再次按時鐘/數據鍵才開始顯示粒子數；

(2)測量操作

i儀器自凈：用軟管將采樣口與自凈口連接，使0.3μm檔總計數連續三次為零，每次1分鐘，則視儀器自凈結束；

ii將軟管兩端口分別與采樣口、采樣喇叭口(附件)連接，儀器進入測量狀態，為防止管道內壁吸附的塵埃粒子影響測量結果，應放過一至二遍測量數據；

iii在測量過程中，按測量鍵，則儀器立即停止測量，若在測量過程中按清除鍵，則當前測量周期結束，數據無效，下一個測量周期立即開始；

(3)打印