液體顆粒計數檢測原理及應用領域

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

光阻法原理

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

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。ISO4406和 NAS1638 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.