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了解微粒计数技术

时间:2009/7/28阅读:725
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·                                 原始的方法为计数微粒将视觉上计数他们, 通过显微镜, 由光学微粒柜台主要替换了的一个繁琐, 易出错的过程。在参考视觉微粒计数必须仍然被使用。了解多么光学微粒柜台工作可能有价值了不起的在选择正确的仪器为一种特殊应用。
·                                 光学空气微粒柜台查出微粒由Tyndall 作用, 命名以约翰?Tyndall1 和向光散射微粒通常被运用在胶态系统。scatterings 从尘土在空气由一明亮的光柱或雾是Tyndall 作用的共同的显示。
·                                 光驱散当折射率改变。这意味着气泡在液体消散点燃作为一个坚实微粒在同样液体。光被微粒驱散的方式用由什么描述称Mie 理论。


Lorenz Mie Debye 理论由Gustav Mie 2,3 出版了和*次描述怎么光驱散用不同的方向。这改变以媒介和微粒的折射率驱散光并且光的微粒s 大小和波长。它是在范围这篇文章之外选派Mie 理论; 但是, 那里存在可能使用试验与的各种各样的公共领域应用4 怎样光驱散。


       就微粒柜台状况, Mie 理论zui重要的结果和怎么它预言光散射与怎样关系驱散随颗粒大小变化。当微粒比光波长小, 光驱散主要在向前方向参见图1a。当微粒比光波长大, 更多光驱散直角和落后参见图1b)
       光可能被观看作为摆动垂线对旅行的方向的波浪。动摆的这个方向为人所知作为极化。入射光的极化非常重要。在早先例子, 光散射和入射光的极化一样被测量在飞机。
       驱散看起来在5 μm (参见图2.a); 有在0.3 μm 微粒上的重大区别’s 驱散参见图2b) 以极化。对数标度掩藏所有变异比因素10
       相当数量疏散光随频率变化: 更短的波长= 更加伟大驱散。大约10 倍更加蓝色的光驱散比红灯以所有其它事是相等的。多数微粒柜台使用近的红外或红色laser; 这近来是zui有效的选择。蓝色气体和半导体lasers 是昂贵的; 半导体lasers 是还短命的。

空气微粒柜台
      微粒柜台被显示在图3 说明一个典型的传感器设计; 气流、laser, 和汇集光学是全部直角对互相。


       真空附有传感器’s 出口画空气通过传感器。激光被微粒驱散在空气。这疏散光由光学收集和被聚焦光电探测器, 转换光成电压信号被放大和被过滤。信号随后被转换从一个模式形式成数字式形式为分类被微处理器。微处理器并且连接与一个控制数据汇集系统相反。

Lasers
       1960 年气体lasers 被发明了1962 年并且半导体lasers 被发展了。虽然非常昂贵起初, 当他们变得有效气体lasers 替换了白光在微粒柜台。较不昂贵的半导体lasers 以后代替了这些, 很大程度上, 80 年代晚期。
       二类型lasers 被使用在微粒计数: 供气lasers 譬如helium-neon  (HeNe) 并且氩离子, 和半导体lasers 5 气体lasers 是能导致强烈单色和有时甚而被对立的光。气体laser 引起一条被瞄准的高斯射线并且半导体输出一个小分歧点来源, 典型地与分歧和所有的二个不同轴太频繁地多个方式。由于分歧多个轴出现, 二极管laser 频繁地有省略产品, 再提出挑战和一些好处。一个或承认省略产品或构想光学昂贵和复杂系列补偿分歧手段的不同的轴。另一方面, 省略射线借自己很好对某些应用由运用长的轴获得更好的领域覆盖面。
       总之, HeNe laser 的产品没准备好使用,” 需要另外的光学。引起射线相似与HeNe laser, 光从半导体laser 必须被聚焦通过透镜; 这导致能量损失从光源。但是, 低成本、小大小、低工作电压, 和普通的电力消费做出半导体lasers 更喜欢的选择为微粒柜台。
       在要求高敏感性的应用, HeNe lasers 可能被使用在一个开放洞方式导致许多瓦特力量参见图4) 6由于样品通过通过光学洞, 这类型laser 无法以高微粒集中由于lasing 的行动熄灭疏忽维护洞 “Q” 因素

入口喷气机
        样品入口对微粒柜台充当在微粒柜台的决议的一个关键的角色。有入口二样式: 铺平, (10 毫米但变薄(0.1 毫米高度版本, 和一支圆的管以大约2 3 毫米一条内部直径。以入口喷气机平的样式激光束典型地是一条狭窄的线在轴和喷气机一样。
       以入口圆的样式激光束被塑造对线大致直角对入口喷气机的轴。微粒通过激光非常狭窄, 强烈的板料。
      各类型喷气机有它的好处和不利。空气从一架平的喷气机行动在相当一致的速度和通过通过激光束结果的zui强烈和zui一致的部份在*的决议。
       但是, 小横断面意味更高的真空比圆的喷气机必需, 增加电力消费重要特别是以电池操作的单位。平的喷气机是更加复杂和昂贵的制造, 并且对准线与laser 疑难。
        更加简单的圆的喷气机, 由于它的更大的横断面, 要求更低的真空为同样流速, 因此较少力量被消耗当空气被画。更慢的气流并且意味更多光驱散每微粒比与一架平的喷气机。不利对圆的喷气机是气流和在laser 力量上变化被减少的均一横跨射线; 射线被舒展, 造成更加粗劣的决议。

汇集光学
       微粒驱散光四面八方, 主要在向前方向。当微粒变得更大, 更多光驱散落后和直角。汇集光学聚集和聚焦光探测器, 避免laser 干涉。


      汇集光学并且取消不需要的光由试图会集*包含渴望的信号的光芒。点燃从起因吵闹的离群反射, 通常看见当基础线垂距, 和减少仪器敏感性。
反射器:凹面镜可能被使用收集光和聚焦它探测器。类型凹面镜以灯反射器可能反射光散发从重点回到重点。这些是zui常用的类型汇集光学因为他们允许小, 紧凑传感器被做在低成本。
透镜:透镜被使用在微粒柜台频繁地是aspheres 被使用在对。他们从一重点有效地移动图象疏散光到另一个光电探测器。在许多传感器里反射器并且被使用从透镜的对方收集光。
 

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