粒子計(jì)數(shù)器原理介紹

光學(xué)微粒計(jì)數(shù)器是利用丁達(dá)爾現(xiàn)象來檢測微粒，它描述了光是如何朝各個(gè)不同方向散射的。具體的散射情況決定于介質(zhì)的折射率、微粒對(duì)光的散射作用、微粒的尺寸和光的波長。具體介紹米氏理論的細(xì)節(jié)超出了本文的范圍；但是，有很多公共領(lǐng)域的應(yīng)用都可以用來驗(yàn)證光是如何散射的。光的散射情況會(huì)隨著微粒尺寸的變化而變化。在微粒計(jì)數(shù)器中，米氏理論*重要的結(jié)果以及它對(duì)光散射的預(yù)測都與之相關(guān)。

空氣微粒計(jì)數(shù)器原理空氣微粒計(jì)數(shù)器是使用傳感器的典型設(shè)計(jì)；氣流、激光、以及聚光鏡彼此成直角。
在傳感器的出口處有一個(gè)真空裝置，把空氣經(jīng)過傳感器抽走。而空氣中的微粒則將激光散射。散射光又會(huì)被后面的聚光鏡聚焦到光學(xué)探測器上，隨后把光轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并且進(jìn)行放大和濾波。此后，這個(gè)信號(hào)從模擬的轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且由微處理器對(duì)它進(jìn)行分類。微處理器也會(huì)通過接口將計(jì)數(shù)器連接到控制數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)上。

激光微粒計(jì)數(shù)器原理用于微粒計(jì)數(shù)器的激光器有兩種：一種是氣體激光器，如氦氖（HeNe）激光器和氬離子（argon-ion）激光器；另外就是半導(dǎo)體激光器[5]。氣體激光器能夠生產(chǎn)強(qiáng)烈的單色光，有時(shí)甚至是偏振光。氣體激光器產(chǎn)生準(zhǔn)直高斯光束，而半導(dǎo)體激光器則產(chǎn)生出一個(gè)小的發(fā)散點(diǎn)光源，通常發(fā)散光有兩個(gè)不同的軸，并且總是出現(xiàn)多種模式。由于發(fā)散光具有多軸性，半導(dǎo)體激光器通常都有一個(gè)橢圓形的輸出，這帶來了一定的挑戰(zhàn)，也帶來了一定的優(yōu)勢。不同軸的散射光意味著要么勉強(qiáng)接受這一橢圓形的輸出，要么設(shè)計(jì)一套復(fù)雜而昂貴的光學(xué)鏡來做補(bǔ)償。另一方面，橢圓光束很適合用于某些應(yīng)用，利用長軸，可以得到更好的覆蓋范圍。
總之，氦氖激光器的輸出“直接可用”，無需增加任何光學(xué)元件。要想產(chǎn)生類似于氦氖激光器的光束，從半導(dǎo)體激光器出來的光必須經(jīng)過透鏡聚焦，這會(huì)導(dǎo)致光能的損耗。但是，半導(dǎo)體激光器的成本低、體積小、工作電壓低、功耗小，成為的*佳選擇。

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