日本柴田SIBATA环境监测仪器计数器的工作原理

日本柴田（SIBATA）的环境监测仪器中，“计数器"的核心工作原理可以分为两大类：粒子计数器对单个颗粒进行计数和粒径分级；数字粉尘仪则将整体散射光强转换为相对浓度（CPM）再估算质量浓度。

下面这张表概括了这两种核心计数方式的关键区别，可以帮助你快速了解：

🧬 工作原理深度解析

1. 粒子计数器：直接计数与粒径分级
这类仪器（如804型）是真正的“颗粒计数器"。其工作原理如同为空气中的颗粒“拍照并测量"：

• 采样：内置泵以恒定流量（如2.83 L/min）吸入空气。

• 传感：颗粒逐一通过聚焦的激光束，产生散射光脉冲。

• 计数与分级：高灵敏度探测器接收脉冲，其强度与颗粒粒径相关。电路通过脉冲高度分析技术，将电脉冲按强度大小归类到对应的粒径通道（如0.3μm、0.5μm等），从而完成对各粒径颗粒的计数。

• 结果：直接输出单位体积空气中各粒径颗粒的具体数量。

2. 数字粉尘仪：相对计数与质量浓度换算
这类仪器（如LD-5R、FLD-1型）是光散射式相对浓度计。其“计数"是一个间接的换算过程：

• 采样与切割：泵以恒定流量（如1.7 L/min）吸入空气，并通过切割器（如PM2.5旋风分离器）筛除大颗粒。

• 总体散射光测量：含尘气流整体通过激光束，粉尘群体会产生持续的散射光信号。探测器接收的是总散射光强，其强度与粉尘的总表面积/质量浓度相关。

• 信号转换与“计数"：仪器将总光强信号转换为一个称为 “CPM" 的相对计数值。1 CPM并不代表1个颗粒，而是代表相当于1个标准粉尘颗粒产生的散射光强。

• 质量浓度换算：CPM值需通过质量浓度转换系数（K值） 才能换算为质量浓度（mg/m³）。K值需通过仪器与滤膜称重法（国家标准方法）比对得出，其核心是：质量浓度 (mg/m³) = K值 × CPM。

🛡️ 保障精准的关键技术

柴田仪器通过多项技术确保数据可靠：

• 鞘气保护系统：在户外型（如FLD-1）的光学检测腔内，用洁净空气形成“保护气幕"，防止粉尘污染核心光学镜头，确保长期稳定运行。

• 自动校准与补偿：具备BG取消（背景归零）和SPAN测量（跨度校准）功能，以消除背景干扰和灵敏度漂移。部分型号还配有动态加热除湿系统，减少湿度对测量的影响。

💡 应用选择建议

在实际应用中，你应该如何选择这两种不同类型的“计数器"呢？

• 选择粒子计数器，当你的核心需求是监测微观颗粒的数量和粒径分布。这主要应用于对悬浮粒子有严格控制的高洁净环境，例如洁净室性能验证、半导体和精密电子生产线、药品无菌灌装区等。

• 选择数字粉尘仪，当你的核心需求是监测空气中粉尘的总质量浓度。这主要适用于对粉尘排放和职业健康有监管需求的场所，例如建筑工地扬尘监控、矿山隧道内的粉尘监测、工厂车间内的职业暴露评估等。

总的来说，柴田SIBATA通过不同的物理原理和信号处理路径，实现了从微观粒子计数到宏观粉尘浓度监测的全覆盖。选择哪种技术，取决于你需要数“个数"还是测“重量"。