隨著科技和現代工業的進步與發展,許多行業對工作 介質(氣體和液體)以及生產環境的潔凈度(污染度)檢 測提出了越來越高的要求。為了定量描述介質的清潔程度, 世界上很多國家都制定了潔凈度檢測和控制標準,將介質 中微小顆粒污染物的數量和粒徑大小作為衡量其潔凈度的 重要指標。檢測液體介質中顆粒的方法有很多,有間接通 過顆粒物質的特征來反映液體中顆粒物的方法,也有能夠 直接測定顆粒物大小的方法。液體顆粒計數器就是直接測定顆粒物大小的儀器,
1 計數原理
光與顆粒發生作用主要分為三類,幾何光學、米氏散 射和瑞利散射。當顆粒粒徑遠大于光波長時,以幾何光學 為主;當粒徑與波長相近時,以米氏散射為主;當粒徑遠 小于波長時,發生的是瑞利散射。液體顆粒計數器根據光 與顆粒作用的原理設計傳感器結構,將計數器分為光阻法 和光散射法兩類,這兩種方法各有其特點和檢測范圍,目 前也有將這兩種方法相結合的產品,來擴展顆粒計數器的 檢測范圍。
1.1光阻法原理
光阻法液體顆粒計數器的檢測范圍從幾微米到數百微 米, 主要用于制藥、醫療、電廠、船舶、汽車、航空等領域。 其原理如圖 1 所示,待測液體流過橫截面很小的流通池, 流通池兩側裝有光學玻璃, 激光器的光束通過透鏡組準直, 穿過流通池并被光電探測器所接收。若待測液體中沒有顆 粒,則光電探測器接收到的光信號穩定不變,輸出的電壓 信號也恒定,將此恒定信號作為基準電壓;若液體中有顆 粒物質,顆粒通過流通池傳感區域,將會遮擋激光,光電 探測器接收到的光信號減小,產生一個負的脈沖電信號
1.2 光散射法原理
光散射法液體顆粒計數器的檢測范圍從數十納米到十 幾微米,主要用于半導體、電子、化學試劑等領域,待測液體流過流通池,流通池兩側裝有光學玻璃, 激光器的光束通過透鏡組準直, 光束穿過流通池, 照射在光陷阱上。若待測液體中沒有顆粒,則光電探測器 接收不到光信號,若液體中有顆粒,顆粒通過流通池,與 激光光束發生散射現象。某一個(或幾個)角度下的散射 光通過透鏡收集匯聚到光電探測器上,產生正的電信號脈 沖,脈沖信號的幅度和散射光強成正比。根據信號的幅度 和個數可以對液體中的微小顆粒進行計數檢測
光散射法原理
2.典型應用
2.1水質檢測
在水廠中,顆粒計數器用于監測水質以及改善處理工 藝,通過監測水中顆粒,改變混凝劑與絮凝劑的投放量,優 化過濾工藝,并提高處理后的水質。在制藥行業中,通過顆粒計數器檢測, 可以判斷靜脈注射藥品和注射用水的清潔度, 確保品質與安全。靜脈注射藥品中的顆粒物質可能會造成毛 細血管堵塞、靜脈炎、肉芽腫、過敏反應等等,各個國家的 藥典都要求測量該類藥品的顆粒數,中國藥典要求光阻法顆 粒計數器測量大于 10μm 和 25μm 的顆粒,GMP 也要求注射 類藥物的制藥廠必須使用液體顆粒計數器檢驗產品。
2.2油液污染度檢測
液壓油和潤滑油在使用過程中,由于設備的機械摩擦 產生固體顆粒,造成油液品質下降及設備元件磨損加劇, 堵塞元件的間隙和孔口,導致設備性能及可靠性下降。據 資料顯示,60% ~ 70% 的液壓故障是由污染引起的,因此, 油液的清潔度關乎設備的工作狀態及使用壽命, 對于船舶、 航空、電廠等行業來說, 油液的污染度監測是非常必要的。 ISO 4406 和 NAS 1638 對液壓油的顆粒污染進行了等級劃 分,可以更直觀地判斷油液的顆粒污染度。根據這些油液 標準,檢測的顆粒粒徑范圍大都在 1 ~ 100μm,因此,大 多數使用光阻法的液體顆粒計數器
2.3 零部件清潔度檢測
液體顆粒計數器應用于產品及其零部件的顆粒污染或 清潔度檢測,這種應用主要是對于有特殊潔凈要求的行業, 如醫療器械、半導體電子、汽車制造等等。在醫療器械行業中, 輸液器具、植入性外科醫療器械由于與人體血液接觸, 因此, 必須要檢測其清潔度。根據該行業的產品標準,采用沖洗或 長時間浸泡的方法來提取顆粒污染物,再通過測量洗脫液中 的顆粒大小及其數量,計算產品的清潔度等級。在汽車制造 行業,發動機是汽車的心臟,對于發動機內零部件的清潔度 有著嚴格的要求,拆卸、清洗發動機零部件,收集清洗液, 使用光阻法液體顆粒計數器來檢測清洗液中顆粒的大小及 其數量,該方法要求清洗液是單相低粘度的液體。
2.4 過濾性能測試
過濾性能的測試是液體顆粒計數器的又一重要的應用 領域。油液系統中的過濾器、過濾網、水處理和純水過濾 的濾膜、濾紙、濾芯,都需要標注過濾精度和過濾效率, 通過檢測過濾前后液體中的顆粒數,得到過濾精度、過濾 比和過濾效率。測試液壓傳動過濾器性能過程中,在過濾 器試驗系統中上下游都有在線液體顆粒計數器、調節計數 器的取樣流量,使得兩個流量偏差小于 ±5%,在試驗系統 中注入試驗粉末, 使上游達到所需污染度。試驗 1 小時內, 1 分鐘記錄一次計數數值。通過試驗得到過濾器平均過濾比 與顆粒尺寸的關系、過濾比與時間百分比的關系以及過濾 比和濾芯壓降的關系。
3. 液體顆粒計數器
3.1液體顆粒計數器可以對清洗劑、半導體、超純水、電子產品、平板玻璃、硅晶片、手機零部件、純水機、納米過濾、微米過濾等領域進行固體顆粒污染度檢測,及對有機液體、聚合物溶液進行不溶性微粒的檢測,可實現在線、離線、雙模式檢測。
3.2液體顆粒計數器技術參數:
訂制要求:各類液體檢測要求;
傳感器:第八代雙激光窄光檢測器;
測試軟件:V8.3分析測試軟件集成版&PC版;
檢測標準:滿足中國藥典2015&2020版、美國藥典、歐洲藥典、英國藥典、GB8368等標準;
測試標定:JJG1061或乳膠球或ISO21501;
操作方式:彩色液晶觸摸屏操作&無線鍵鼠組合;
檢測范圍:0.03-3000um;(傳感器可選型);
特殊檢測:自定義1~100μm或者4~70µm(c)微粒,0.1μm或者0.1µm(c)任意檢測;
取樣方式:精準計量泵;
進樣精度:<±1%
精確度:<±3%典型值;
重合精度:1000粒/mL(2.5%重合誤差);
模擬輸出:4mA~20mA接口;并帶超標報警功能(可定制);
報告方法:顆粒數/ml及污染度等級;
輸入電壓:100V~265V,50Hz~60Hz;
售后服務:普洛帝服務中心/中特計量檢測研究院.