粒子计数器(Particle Counter) 是一种用于测量空气中(或液体中)微小颗粒的数量与粒径分布的精密仪器,原理是光散射法,广泛用于洁净室、半导体、医药、环保等领域。

一、工作原理(光散射法)

一句话总结:激光照颗粒 → 颗粒散光 → 光电检测 → 算大小、数个数。

  1. 采样:气泵以恒定流量(如 2.83L/min 或 28.3L/min)吸入空气样本。

  2. 光照:样本通过激光敏感区,颗粒被激光照射。

  3. 光散射:颗粒使光向四周散射(米氏散射),颗粒越大,散射光越强。

  4. 光电转换:光电探测器接收散射光,转为电脉冲。

    • 脉冲数量 = 颗粒个数

    • 脉冲幅度(高度) = 颗粒大小

  5. 计算:电路按粒径通道(如 0.3μm, 0.5μm, 1.0μm...)分类计数,输出浓度(粒 / 立方米)。

二、主要类型与技术

  • 激光尘埃粒子计数器(主流)

    • 原理:光散射法。

    • 检测粒径:0.1μm ~ 10μm(常见 0.3μm 或 0.5μm 起)。

    • 应用:洁净室等级判定(ISO 14644)、电子厂、制药厂。

  • 凝聚核粒子计数器(CPC)

    • 原理:酒精 / 水蒸汽使纳米颗粒长大成微米级,再光学计数。

    • 检测粒径:2.5nm ~ 1μm(超高灵敏度)。

    • 应用:科研、纳米材料、超净气体分析。

  • 光阻法(遮光法)

    • 原理:颗粒通过光束时遮挡光线,检测光强衰减。

    • 特点:适合液体中较大颗粒(如油液污染检测)。

三、参数与选型

  • 粒径通道:常见 0.3/0.5/1.0/3.0/5.0/10.0μm,需匹配洁净等级(如 ISO 5 级看 0.5μm)。

  • 采样流量

    • 小流量:2.83L/min(0.1cfm),手持式,便携。

    • 大流量:28.3L/min(1cfm),台式,采样快、数据准。

  • 形式

    • 手持式:便携、现场巡检。

    • 台式:高、带打印、实验室 / 洁净室。

    • 在线式:24 小时连续监测、接入工控系统。

四、典型应用场景

  • 半导体 / 电子制造:无尘车间洁净度检测,防止颗粒损坏芯片。

  • 制药 / 生物医疗:GMP 无菌车间、注射剂生产环境监控。

  • 空气净化:验证高效过滤器(HEPA/ULPA)泄漏、PM2.5 研究。

  • 航空 / 精密光学:精密加工、喷涂车间的污染控制。

五、与普通 PM2.5 仪区别

  • 粒子计数器:测数量浓度(粒 /m3),分粒径,符合国标 / ISO,用于工业洁净度。

  • PM2.5 仪:测质量浓度(μg/m3),不分粒径,多用于民用 / 环保空气质量。