液體顆粒計(jì)數(shù)檢測(cè)原理及應(yīng)用領(lǐng)域

技和現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，許多行業(yè)對(duì)工作 介質(zhì)(氣體和液體)以及生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度(污染度)檢 測(cè)提出了越來越高的要求。為了定量描述介質(zhì)的清潔程度， 世界上很多國家都制定了潔凈度檢測(cè)和控制標(biāo)準(zhǔn)，將介質(zhì) 中微小顆粒污染物的數(shù)量和粒徑大小作為衡量其潔凈度的 重要指標(biāo)。檢測(cè)液體介質(zhì)中顆粒的方法有很多，有間接通 過顆粒物質(zhì)的特征來反映液體中顆粒物的方法，也有能夠 直接測(cè)定顆粒物大小的方法。液體顆粒計(jì)數(shù)器就是直接測(cè)定顆粒物大小的儀器，

1 計(jì)數(shù)原理

光與顆粒發(fā)生作用主要分為三類，幾何光學(xué)、米氏散射和瑞利散射。當(dāng)顆粒粒徑遠(yuǎn)大于光波長時(shí)，以幾何光學(xué)為主；當(dāng)粒徑與波長相近時(shí)，以米氏散射為主；當(dāng)粒徑遠(yuǎn)小于波長時(shí)，發(fā)生的是瑞利散射。液體顆粒計(jì)數(shù)器根據(jù)光與顆粒作用的原理設(shè)計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)，將計(jì)數(shù)器分為光阻法和光散射法兩類，這兩種方法各有其特點(diǎn)和檢測(cè)范圍，目前也有將這兩種方法相結(jié)合的產(chǎn)品，來擴(kuò)展顆粒計(jì)數(shù)器的檢測(cè)范圍。

1.1光阻法原理

光阻法液體顆粒計(jì)數(shù)器的檢測(cè)范圍從幾微米到數(shù)百微米， 主要用于制藥、醫(yī)療、電廠、船舶、汽車、航空等領(lǐng)域。其原理如圖1 所示，待測(cè)液體流過橫截面很小的流通池，流通池兩側(cè)裝有光學(xué)玻璃， 激光器的光束通過透鏡組準(zhǔn)直，穿過流通池并被光電探測(cè)器所接收。若待測(cè)液體中沒有顆粒，則光電探測(cè)器接收到的光信號(hào)穩(wěn)定不變，輸出的電壓信號(hào)也恒定，將此恒定信號(hào)作為基準(zhǔn)電壓；若液體中有顆粒物質(zhì)，顆粒通過流通池傳感區(qū)域，將會(huì)遮擋激光，光電探測(cè)器接收到的光信號(hào)減小，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的脈沖電信號(hào)

光阻法原理

1.2光散射法原理

光散射法液體顆粒計(jì)數(shù)器的檢測(cè)范圍從數(shù)十納米到十幾微米，主要用于半導(dǎo)體、電子、化學(xué)試劑等領(lǐng)域，待測(cè)液體流過流通池，流通池兩側(cè)裝有光學(xué)玻璃， 激光器的光束通過透鏡組準(zhǔn)直， 光束穿過流通池，照射在光陷阱上。若待測(cè)液體中沒有顆粒，則光電探測(cè)器接收不到光信號(hào)，若液體中有顆粒，顆粒通過流通池，與激光光束發(fā)生散射現(xiàn)象。某一個(gè)(或幾個(gè))角度下的散射光通過透鏡收集匯聚到光電探測(cè)器上，產(chǎn)生正的電信號(hào)脈沖，脈沖信號(hào)的幅度和散射光強(qiáng)成正比。根據(jù)信號(hào)的幅度和個(gè)數(shù)可以對(duì)液體中的微小顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)檢測(cè)

散射法原理

2.典型應(yīng)用

2.1水質(zhì)檢測(cè)

在水廠中，顆粒計(jì)數(shù)器用于監(jiān)測(cè)水質(zhì)以及改善處理工藝，通過監(jiān)測(cè)水中顆粒，改變混凝劑與絮凝劑的投放量，優(yōu)化過濾工藝，并提高處理后的水質(zhì)。在制藥行業(yè)中，通過顆粒計(jì)數(shù)器檢測(cè)， 可以判斷靜脈注射藥品和注射用水的清潔度，確保品質(zhì)與安全。靜脈注射藥品中的顆粒物質(zhì)可能會(huì)造成毛 細(xì)血管堵塞、靜脈炎、肉芽腫、過敏反應(yīng)等等，各個(gè)國家的藥典都要求測(cè)量該類藥品的顆粒數(shù)，中國藥典要求光阻法顆 粒計(jì)數(shù)器測(cè)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(jì)數(shù)器檢驗(yàn)產(chǎn)品。

2.2油液污染度檢測(cè)

液壓油和潤滑油在使用過程中，由于設(shè)備的機(jī)械摩擦產(chǎn)生固體顆粒，造成油液品質(zhì)下降及設(shè)備元件磨損加劇，堵塞元件的間隙和孔口，導(dǎo)致設(shè)備性能及可靠性下降。據(jù)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(guān)乎設(shè)備的工作狀態(tài)及使用壽命， 對(duì)于船舶、航空、電廠等行業(yè)來說， 油液的污染度監(jiān)測(cè)是非常必要的。ISO4406和 NAS1638 對(duì)液壓油的顆粒污染進(jìn)行了等級(jí)劃分，可以更直觀地判斷油液的顆粒污染度。根據(jù)這些油液標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)的顆粒粒徑范圍大都在 1 ~ 100μm，因此，大多數(shù)使用光阻法的液體顆粒計(jì)數(shù)器

2.3零部件清潔度檢測(cè)

液體顆粒計(jì)數(shù)器應(yīng)用于產(chǎn)品及其零部件的顆粒污染或清潔度檢測(cè)，這種應(yīng)用主要是對(duì)于有特殊潔凈要求的行業(yè)，如醫(yī)療器械、半導(dǎo)體電子、汽車制造等等。在醫(yī)療器械行業(yè)中，輸液器具、植入性外科醫(yī)療器械由于與人體血液接觸， 因此，必須要檢測(cè)其清潔度。根據(jù)該行業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，采用沖洗或長時(shí)間浸泡的方法來提取顆粒污染物，再通過測(cè)量洗脫液中 的顆粒大小及其數(shù)量，計(jì)算產(chǎn)品的清潔度等級(jí)。在汽車制造行業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)零部件的清潔度有著嚴(yán)格的要求，拆卸、清洗發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，收集清洗液，使用光阻法液體顆粒計(jì)數(shù)器來檢測(cè)清洗液中顆粒的大小及其數(shù)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(cè)試

過濾性能的測(cè)試是液體顆粒計(jì)數(shù)器的又一重要的應(yīng)用領(lǐng)域。油液系統(tǒng)中的過濾器、過濾網(wǎng)、水處理和純水過濾的濾膜、濾紙、濾芯，都需要標(biāo)注過濾精度和過濾效率，通過檢測(cè)過濾前后液體中的顆粒數(shù)，得到過濾精度、過濾比和過濾效率。測(cè)試液壓傳動(dòng)過濾器性能過程中，在過濾器試驗(yàn)系統(tǒng)中上下游都有在線液體顆粒計(jì)數(shù)器、調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)器的取樣流量，使得兩個(gè)流量偏差小于 ±5%，在試驗(yàn)系統(tǒng)中注入試驗(yàn)粉末， 使上游達(dá)到所需污染度。試驗(yàn) 1 小時(shí)內(nèi)，1 分鐘記錄一次計(jì)數(shù)數(shù)值。通過試驗(yàn)得到過濾器平均過濾比與顆粒尺寸的關(guān)系、過濾比與時(shí)間百分比的關(guān)系以及過濾比和濾芯壓降的關(guān)系。

3.液體顆粒計(jì)數(shù)器

3.1液體顆粒計(jì)數(shù)器可以對(duì)清洗劑、半導(dǎo)體、超純水、電子產(chǎn)品、平板玻璃、硅晶片、手機(jī)零部件、純水機(jī)、納米過濾、微米過濾等領(lǐng)域進(jìn)行固體顆粒污染度檢測(cè)，及對(duì)有機(jī)液體、聚合物溶液進(jìn)行不溶性微粒的檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)在線、離線、雙模式檢測(cè)。

3.2液體顆粒計(jì)數(shù)器技術(shù)參數(shù)：

訂制要求：各類液體檢測(cè)要求；

傳感器：第八代雙激光窄光檢測(cè)器；

測(cè)試軟件：V8.3分析測(cè)試軟件集成版&PC版；

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：滿足中國藥典2015&2020版、美國藥典、歐洲藥典、英國藥典、GB8368等標(biāo)準(zhǔn)；

測(cè)試標(biāo)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(cè)范圍：0.03-3000um；（傳感器可選型）；

特殊檢測(cè)：自定義1~100μm或者4~70μm（c）微粒，0.1μm或者0.1μm（c）任意檢測(cè)；

取樣方式：精準(zhǔn)計(jì)量泵；

進(jìn)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(biāo)報(bào)警功能（可定制）；

報(bào)告方法：顆粒數(shù)/ml及污染度等級(jí)；

輸入電壓：100V～265V,50Hz～60Hz；

售后服務(wù)：普洛帝服務(wù)中心/中特計(jì)量檢測(cè)研究院.