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粒子計數器原理介紹
光學微粒計數器是利用丁達爾現象來檢測微粒,它描述了光是如何朝各個不同方向散射的。具體的散射情況決定于介質的折射率、微粒對光的散射作用、微粒的尺寸和光的波長。具體介紹米氏理論的細節超出了本文的范圍;但是,有很多公共領域的應用都可以用來驗證光是如何散射的。光的散射情況會隨著微粒尺寸的變化而變化。在 微粒計數器 中,米氏理論*重要的結果以及它對光散射的預測都與之相關。
空氣微粒計數器原理空氣微粒計數器是使用傳感器的典型設計;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真空裝置,把空氣經過傳感器抽走。而空氣中的微粒則將激光散射。散射光又會被后面的聚光鏡聚焦到光學探測器上,隨后把光轉換成電壓信號,并且進行放大和濾波。此后,這個信號從模擬的轉換成數字信號,并且由微處理器對它進行分類。微處理器也會通過接口將計數器連接到控制數據收集系統上。
激光微粒計數器原理用于微粒計數器的激光器有兩種:一種是氣體激光器,如氦氖(HeNe)激光器和氬離子(argon-ion)激光器;另外就是半導體激光器[5]。氣體激光器能夠生產強烈的單色光,有時甚至是偏振光。氣體激光器產生準直高斯光束,而半導體激光器則產生出一個小的發散點光源,通常發散光有兩個不同的軸,并且總是出現多種模式。由于發散光具有多軸性,半導體激光器通常都有一個橢圓形的輸出,這帶來了一定的挑戰,也帶來了一定的優勢。不同軸的散射光意味著要么勉強接受這一橢圓形的輸出,要么設計一套復雜而昂貴的光學鏡來做補償。另一方面,橢圓光束很適合用于某些應用,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”,無需增加任何光學元件。要想產生類似于氦氖激光器的光束,從半導體激光器出來的光必須經過透鏡聚焦,這會導致光能的損耗。但是,半導體激光器的成本低、體積小、工作電壓低、功耗小,成為 的*佳選擇。
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