液体颗粒计数检测原理及应用领域

随着科技和现代工业的进步与发展，许多行业对工作 介质(气体和液体)以及生产环境的洁净度(污染度)检 测提出了越来越高的要求。为了定量描述介质的清洁程度， 世界上很多国家都制定了洁净度检测和控制标准，将介质 中微小颗粒污染物的数量和粒径大小作为衡量其洁净度的 重要指标。检测液体介质中颗粒的方法有很多，有间接通 过颗粒物质的特征来反映液体中颗粒物的方法，也有能够 直接测定颗粒物大小的方法。液体颗粒计数器就是直接测定颗粒物大小的仪器，

1   计数原理

光与颗粒发生作用主要分为三类，几何光学、米氏散 射和瑞利散射。当颗粒粒径远大于光波长时，以几何光学 为主；当粒径与波长相近时，以米氏散射为主；当粒径远 小于波长时，发生的是瑞利散射。液体颗粒计数器根据光 与颗粒作用的原理设计传感器结构，将计数器分为光阻法 和光散射法两类，这两种方法各有其特点和检测范围，目 前也有将这两种方法相结合的产品，来扩展颗粒计数器的 检测范围。

1.1光阻法原理

光阻法液体颗粒计数器的检测范围从几微米到数百微 米， 主要用于制药、医疗、电厂、船舶、汽车、航空等领域。 其原理如图 1 所示，待测液体流过横截面很小的流通池， 流通池两侧装有光学玻璃， 激光器的光束通过透镜组准直， 穿过流通池并被光电探测器所接收。若待测液体中没有颗 粒，则光电探测器接收到的光信号稳定不变，输出的电压 信号也恒定，将此恒定信号作为基准电压；若液体中有颗 粒物质，颗粒通过流通池传感区域，将会遮挡激光，光电 探测器接收到的光信号减小，产生一个负的脉冲电信号

1.2 光散射法原理

光散射法液体颗粒计数器的检测范围从数十纳米到十 几微米，主要用于半导体、电子、化学试剂等领域，待测液体流过流通池，流通池两侧装有光学玻璃， 激光器的光束通过透镜组准直， 光束穿过流通池， 照射在光陷阱上。若待测液体中没有颗粒，则光电探测器 接收不到光信号，若液体中有颗粒，颗粒通过流通池，与 激光光束发生散射现象。某一个(或几个)角度下的散射 光通过透镜收集汇聚到光电探测器上，产生正的电信号脉 冲，脉冲信号的幅度和散射光强成正比。根据信号的幅度 和个数可以对液体中的微小颗粒进行计数检测

 光散射法原理

2.典型应用

2.1水质检测

在水厂中，颗粒计数器用于监测水质以及改善处理工 艺，通过监测水中颗粒，改变混凝剂与絮凝剂的投放量，优 化过滤工艺，并提高处理后的水质。在制药行业中，通过颗粒计数器检测， 可以判断静脉注射药品和注射用水的清洁度， 确保品质与安全。静脉注射药品中的颗粒物质可能会造成毛 细血管堵塞、静脉炎、肉芽肿、过敏反应等等，各个国家的 药典都要求测量该类药品的颗粒数，中国药典要求光阻法颗 粒计数器测量大于 10μm 和 25μm 的颗粒，GMP 也要求注射 类药物的制药厂必须使用液体颗粒计数器检验产品。

2.2  油液污染度检测

液压油和润滑油在使用过程中，由于设备的机械摩擦 产生固体颗粒，造成油液品质下降及设备元件磨损加剧， 堵塞元件的间隙和孔口，导致设备性能及可靠性下降。据 资料显示，60% ~ 70% 的液压故障是由污染引起的，因此， 油液的清洁度关乎设备的工作状态及使用寿命， 对于船舶、 航空、电厂等行业来说， 油液的污染度监测是非常必要的。 ISO 4406 和 NAS 1638 对液压油的颗粒污染进行了等级划 分，可以更直观地判断油液的颗粒污染度。根据这些油液 标准，检测的颗粒粒径范围大都在 1 ~ 100μm，因此，大 多数使用光阻法的液体颗粒计数器

2.3  零部件清洁度检测

液体颗粒计数器应用于产品及其零部件的颗粒污染或 清洁度检测，这种应用主要是对于有特殊洁净要求的行业， 如医疗器械、半导体电子、汽车制造等等。在医疗器械行业中， 输液器具、植入性外科医疗器械由于与人体血液接触， 因此， 必须要检测其清洁度。根据该行业的产品标准，采用冲洗或 长时间浸泡的方法来提取颗粒污染物，再通过测量洗脱液中 的颗粒大小及其数量，计算产品的清洁度等级。在汽车制造 行业，发动机是汽车的心脏，对于发动机内零部件的清洁度 有着严格的要求，拆卸、清洗发动机零部件，收集清洗液， 使用光阻法液体颗粒计数器来检测清洗液中颗粒的大小及 其数量，该方法要求清洗液是单相低粘度的液体。

2.4  过滤性能测试

过滤性能的测试是液体颗粒计数器的又一重要的应用 领域。油液系统中的过滤器、过滤网、水处理和纯水过滤 的滤膜、滤纸、滤芯，都需要标注过滤精度和过滤效率， 通过检测过滤前后液体中的颗粒数，得到过滤精度、过滤 比和过滤效率。测试液压传动过滤器性能过程中，在过滤 器试验系统中上下游都有在线液体颗粒计数器、调节计数 器的取样流量，使得两个流量偏差小于 ±5%，在试验系统 中注入试验粉末， 使上游达到所需污染度。试验 1 小时内， 1 分钟记录一次计数数值。通过试验得到过滤器平均过滤比 与颗粒尺寸的关系、过滤比与时间百分比的关系以及过滤 比和滤芯压降的关系。

3. 液体颗粒计数器

3.1液体颗粒计数器可以对清洗剂、半导体、超纯水、电子产品、平板玻璃、硅晶片、手机零部件、纯水机、纳米过滤、微米过滤等领域进行固体颗粒污染度检测，及对有机液体、聚合物溶液进行不溶性微粒的检测，可实现在线、离线、双模式检测。

3.2液体颗粒计数器技术参数：

订制要求：各类液体检测要求；

传感器：第八代双激光窄光检测器；

测试软件：V8.3分析测试软件集成版&PC版；

检测标准：满足中国药典2015&2020版、美国药典、欧洲药典、英国药典、GB8368等标准；

测试标定：JJG1061或乳胶球或ISO21501；

操作方式：彩色液晶触摸屏操作&无线键鼠组合；

检测范围：0.03-3000um；（传感器可选型）；

特殊检测：自定义1~100μm或者4~70µm（c）微粒，0.1μm或者0.1µm（c）任意检测；

取样方式：精准计量泵；

进样精度：<±1%

精确度：<±3%典型值；

重合精度：1000粒/mL（2.5%重合误差）；

模拟输出：4mA～20mA接口；并带超标报警功能（可定制）；     

报告方法：颗粒数/ml及污染度等级；

输入电压：100V～265V,50Hz～60Hz；

售后服务：普洛帝服务中心/中特计量检测研究院.